Eine Studie enthüllt die Ursprünge versteckter Unterwasserwellen, die mehrere hundert Meter hoch sein können.
Dieses von der Internationalen Raumstation (ISS) im Februar 2013 aufgenommene Astronautenfoto zeigt die Nordküste der Insel Trinidad im Südosten der Karibik und die riesigen internen Wellen, die oben links sichtbar sind. Bildnachweis: NASA / JPL
Interne Wellen sind das, was Wissenschaftler Unterwasserwellen nennen, die vollständig im Ozean verborgen sind. Auf der Meeresoberfläche erzeugen sie einen kaum wahrnehmbaren Anstieg von nur wenigen Zentimetern. Es wurde jedoch beobachtet, dass diese schwerfälligen Riesen eine Höhe von 170 Metern erreichen und tiefgreifende Auswirkungen auf das Erdklima und die Ökosysteme der Ozeane haben.
Neue Forschungen haben ein langjähriges Rätsel gelöst, wie genau die größten bekannten internen Wellen erzeugt werden. Diese Wellen im Südchinesischen Meer werden durch ein ganzes Kammsystem auf dem Meeresboden und nicht durch einen lokalisierten Hotspot erzeugt.
Die neuen Erkenntnisse stammen aus einer Teamarbeit, an der das MIT und mehrere andere Institutionen beteiligt sind und die vom Office of Naval Research (ONR) koordiniert wird. Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Geophysikalische Forschungsbriefe, wurde sowohl im Ozean als auch im Labor durchgeführt.
Im Querschnitt ähneln diese Wellen in ihrer Form Oberflächenwellen. Der einzige Unterschied zwischen einer Unterwasserwelle und dem Wasser um sie herum ist ihre Dichte, die auf Temperatur- oder Salzgehaltsunterschiede zurückzuführen ist, die dazu führen, dass das Meerwasser geschichtet wird.
Obwohl für das Auge unsichtbar, kann die Grenze zwischen kälterem, salzigerem Wasser unten und wärmerem, weniger salzigem Wasser oben instrumentell erkannt werden. Diese Grenzschicht kann der Oberfläche des Ozeans ähneln und Wellen erzeugen, die bis in große Höhen vordringen, weite Strecken zurücklegen und eine Schlüsselrolle bei der Vermischung von Meerwasser spielen. Sie kann dabei helfen, warmes Oberflächenwasser nach unten zu treiben und der Atmosphäre Wärme zu entziehen.
Das Forschungsteam untersuchte die Erzeugung interner Wellen in der Luzonstraße zwischen Taiwan und den Philippinen. Thomas Peacock vom MIT sagte:
Dies sind die stärksten internen Wellen, die bisher im Ozean entdeckt wurden. Dies sind Wellen im Hochhausmaßstab.
Bei den groß angelegten Laborversuchen des Teams zur Erzeugung solcher Wellen wurde ein detailliertes topografisches Modell des Meeresbodens der Luzon-Straße verwendet, das in einem rotierenden Tank mit einem Durchmesser von 50 Fuß in Grenoble, Frankreich, der größten derartigen Anlage der Welt, montiert war. Die Experimente zeigten, dass diese Wellen vom gesamten Kammsystem auf dem Meeresboden erzeugt werden und nicht von einem lokalisierten Hotspot innerhalb des Kamms.
Wissenschaftler haben die Bedeutung dieser Riesenwellen für die Durchmischung von Meerwasser - und damit für das globale Klima - immer deutlicher erkannt. Pfau sagte:
Es ist ein wichtiges fehlendes Puzzleteil in der Klimamodellierung. Es ist möglicherweise der Schlüsselmechanismus für die Übertragung von Wärme vom oberen Ozean in die Tiefen.
Fazit: Neue Untersuchungen eines MIT-Teams legen nahe, dass die größten bekannten Wellen der Erde im Südchinesischen Meer von einem gesamten Firstsystem auf dem Meeresboden und nicht von einem lokalisierten Hotspot erzeugt werden.
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