Massenschwerpunkt des Ozeans sinkt und bremst Klimapuffer

Durch den Klimawandel erwärmt sich der Ozean nicht nur, auch sein innerer Aufbau verändert sich. Forscher messen jetzt, dass sich der Massenschwerpunkt des Ozeans langsam nach unten verschiebt. Warmes Wasser bleibt häufiger an der Oberfläche, kaltes und dichteres Wasser sammelt sich tiefer unten. Dadurch mischen sich die Wasserschichten schlechter – mit Folgen für Klima, Fischbestände und große Strömungssysteme wie die AMOC, zu der auch der Golfstrom gehört.

Neue Daten der Universität Göteborg zeigen diesen Wandel. Der Ozean wird träger, weil wichtige Wasserschichten seltener miteinander in Austausch kommen. Das betrifft nicht nur das Meer selbst, sondern auch seine Rolle als Schutzschild gegen die Erderwärmung.

Der Massenschwerpunkt des Ozeans verschiebt sich seit Jahrzehnten

Die Forscher untersuchten den Zeitraum von 1992 bis 2017 und nutzten dafür das globale Ozeanmodell ECCOv4r4. Statt nur die Temperatur an der Oberfläche zu betrachten, analysierten sie die gesamte Wassermasse des Ozeans. Entscheidend war die Frage, wo der physikalische Schwerpunkt des Ozeans liegt.

Dieser Schwerpunkt zeigt, ob sich mehr dichte Wassermassen tief unten sammeln. Je stärker sich die Wasserschichten voneinander trennen, desto tiefer liegt dieser Punkt. Diese Verschiebung konnten die Forscher nun messen: Der Schwerpunkt sank um 0,66 Zentimeter pro Jahrzehnt. Über die gesamten 26 Jahre verschob er sich um fast zwei Zentimeter.

Studienleiter Fabien R oquet, Professor für Ozeanografie an der Universität Göteborg, ordnet das wie folgt ein: „Das ist ein wichtiger Indikator für den fortschreitenden Klimawandel im Ozean.“ Besonders auffällig sei die Konstanz. „Wir sehen nicht nur, dass die Schichtung zunimmt, sondern dass sie dies stetig über die Zeit tut.“

Die Erwärmung stört den natürlichen Kreislauf im Ozean

Die Ursache liegt vor allem in den oberen Meeresschichten. Der Ozean nimmt immer mehr Wärme aus der Atmosphäre auf. Warmes Wasser ist leichter als kaltes Wasser und bleibt deshalb eher an der Oberfläche. Kaltes, dichteres Wasser sinkt tiefer ab.

„Das zeigt auch, dass die zunehmende Schichtung eng mit der globalen Erwärmung verbunden ist“, so Roquet. Für das Meer hat das spürbare Folgen. Denn der Ozean funktioniert nur dann gut, wenn sich diese Schichten regelmäßig durchmischen. Das betrifft mehrere Bereiche:

Wärme kann schlechter in tiefere Wasserschichten transportiert werden
Kohlendioxid bleibt stärker in oberen Bereichen
nährstoffreiches Tiefenwasser erreicht seltener die Oberfläche
die Sauerstoffverhältnisse verändern sich
Fischbestände und Nahrungsketten geraten unter Druck

Laut Roquet beeinflusst das auch große Meeresströmungen, biogeochemische Kreisläufe und Sauerstoffbedingungen. Das betrifft vor allem die Fischerei: Viele Fischarten hängen davon ab, dass nährstoffreiches Wasser aus der Tiefe nach oben steigt. Bleibt dieser Austausch aus, verändert sich das gesamte marine Nahrungsnetz.

Grafik zeigt erwärmtes Oberflächenwasser, das oben bleibt, während dichteres Tiefenwasser absinkt und den Schwerpunkt des Ozeans nach unten verlagert. — © Universität Göteborg Wenn sich die Meeresoberfläche erwärmt, bleibt leichteres Wasser häufiger oben. Dichteres Wasser sinkt tiefer ab und verschiebt den Schwerpunkt des Ozeans nach unten. © Universität Göteborg

Viel entscheidet sich schon in den oberen 400 Metern

Die Studie zeigt auch, wo der Wandel besonders stark entsteht. Viele frühere Untersuchungen konzentrierten sich vor allem auf die oberen 200 Meter des Ozeans. Das greift offenbar zu kurz. Die neuen Berechnungen zeigen:

25 Prozent des globalen Trends entstehen in den oberen 100 Metern
50 Prozent liegen in den oberen 200 Metern
75 Prozent entstehen in den oberen 400 Metern

Ein großer Teil des Klimasignals sitzt also deutlich tiefer. Die Forscher halten Auswertungen nur bis 200 Meter deshalb für zu ungenau. Im Ozean verschiebt sich den Messungen zufolge die innere Struktur langsam, aber messbar.

Nicht überall wird die Schichtung stärker

Besonders starke Veränderungen fanden die Forscher im tropischen Pazifik, im Indischen Ozean und entlang großer Meeresströmungen wie dem Golfstrom-System. Auch in der Arktis zeigen sich deutliche Veränderungen. In Teilen der Beaufortsee lagen die lokalen Veränderungen bei bis zu vier Millimetern pro Jahr.

Dort spielt nicht nur Wärme eine Rolle, sondern auch der Salzgehalt des Wassers. In tropischen Regionen treibt vor allem die Temperatur die stärkere Schichtung an. Eine wichtige Ausnahme liegt jedoch im subpolaren Nordatlantik – also zwischen Nordeuropa, Grönland und den Britischen Inseln. Dort nahm die Schichtung nicht zu, sondern eher ab.

Das ist besonders spannend wegen der Debatte um die AMOC. Dieses Strömungssystem steht immer wieder im Verdacht, durch den Klimawandel zu kollabieren. „Es ist interessant, weil aktuelle Forschung nahelegt, dass eine stärkere Schichtung das AMOC-System schwächen würde, zu dem auch der Golfstrom gehört“, sagt Roquet. In den vergangenen Jahrzehnten habe sein Team dort jedoch das Gegenteil beobachtet. „Unsere Forschung deutet daher nicht auf einen unmittelbar bevorstehenden Kollaps der AMOC hin – eher im Gegenteil.“

Ein neues Werkzeug für den Blick ins Meer

Bisher nutzten Forscher oft andere Kennzahlen, um die Schichtung des Ozeans zu messen. Diese reagierten jedoch stark auf kurzfristige Schwankungen wie El Niño. Der neue Schwerpunkt-Ansatz ist robuster. In der Studie zeigte sich fast eine perfekte Verbindung zwischen dem Schwerpunkt und dem gesamten Wärmeinhalt des Ozeans.

Der Schwerpunkt liegt laut Berechnung heute rund 70 Zentimeter tiefer, als er in einem vollständig durchmischten Ozean liegen würde. Je stärker sich dichte Wassermassen unten sammeln, desto weiter sinkt dieser Punkt. Roquet fasst es so zusammen:

Der Ozean sendet klare Signale. Indem wir den Schwerpunkt des Ozeans messen, lassen sich seine komplexen Klimasignale leichter erkennen und erklären.

Kurz zusammengefasst:

Der Massenschwerpunkt des Ozeans sinkt, weil warmes Wasser häufiger an der Oberfläche bleibt und sich kaltes, dichteres Wasser tiefer unten sammelt. Dadurch mischen sich die Wasserschichten schlechter, und der Ozean verliert einen Teil seiner Fähigkeit, Wärme, Kohlendioxid und Nährstoffe zu verteilen.
Besonders wichtig ist, dass rund 75 Prozent dieser Veränderung in den oberen 400 Metern des Meeres entstehen. Wer nur die obersten 200 Meter betrachtet, unterschätzt deshalb einen großen Teil des eigentlichen Klimasignals.
Die stärkere Schichtung beeinflusst Fischbestände, Sauerstoffverhältnisse und große Meeresströmungen wie das Golfstrom-System. Einen unmittelbaren Kollaps der AMOC sieht die Studie jedoch nicht, sondern ein komplexes und regional sehr unterschiedliches Bild.

Übrigens: Während sich der Massenschwerpunkt des Ozeans verschiebt, könnte schon bald ein weiteres Klimasignal dazukommen – ein neues El-Niño-Ereignis im Pazifik. NOAA sieht ab Sommer 2026 eine deutlich steigende Wahrscheinlichkeit dafür, was weltweit Dürren, Starkregen und neue Temperaturrekorde begünstigen könnte. Mehr dazu in unserem Artikel.