Forscher zeichnen anhand von Sedimenten Entwicklung der Ostsee nach / Proben werden in Bremen analysiert Kleines Meer mit bewegter Geschichte

Nach erdgeschichtlichen Maßstäben ist die Ostsee, ein Nebenmeer des Atlantischen Ozeans, ein sehr junges Meer. Ihre heutige Gestalt hat sie erst seit einigen Tausend Jahren. Während der letzten Kaltzeit, die vor etwa 11700 Jahren zu Ende ging, lag Skandinavien unter einer kilometerdicken Eisdecke, die sich bis nach Nordostdeutschland vorschob. Bei der Erforschung der Geschichte der Ostsee helfen Wissenschaftlern Meeressedimente. Neue Proben liefern jetzt neue Einblicke.
14.02.2014, 00:00
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Kleines Meer mit bewegter Geschichte
Von Jürgen Wendler

Nach erdgeschichtlichen Maßstäben ist die Ostsee, ein Nebenmeer des Atlantischen Ozeans, ein sehr junges Meer. Ihre heutige Gestalt hat sie erst seit einigen Tausend Jahren. Während der letzten Kaltzeit, die vor etwa 11700 Jahren zu Ende ging, lag Skandinavien unter einer kilometerdicken Eisdecke, die sich bis nach Nordostdeutschland vorschob. Bei der Erforschung der Geschichte der Ostsee helfen Wissenschaftlern Meeressedimente. Neue Proben liefern jetzt neue Einblicke.

Im Rahmen eines groß angelegten internationalen Programms zur Sammlung von Informationen über die Erdgeschichte mithilfe von Meeressedimenten (International Ocean Discovery Program, kurz: IODP) sind im vergangenen Jahr Wissenschaftler mit dem Forschungsschiff „Greatship Manisha“ in der Ostsee unterwegs gewesen, um bei Bohrungen Sedimentproben vom Meeresgrund zu gewinnen. Bei solchen Bohrungen wird ein hohler Zylinder in den Meeresboden getrieben. Das dabei umschlossene Sedimentmaterial im Innern des Zylinders, der Bohrkern, dient anschließend als erdgeschichtliches Archiv. So verraten zum Beispiel darin enthaltene Pollen und Sporen etwas über die Pflanzenwelt in früheren Zeiten.

Für die im Rahmen des International Ocean Discovery Programs bei Expeditionen in aller Welt gewonnenen Sedimentkerne gibt es weltweit drei Lager. Eines davon befindet sich am Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM) der Universität Bremen. Hier sind seit Ende Januar Wissenschaftler aus zwölf Ländern dabei, die Proben aus der Ostsee gemeinsam zu untersuchen. Die Proben wurden an unterschiedlichen Orten gewonnen, unter anderem im Kleinen Belt, in der zentralen und der nördlichen Ostsee.

Bei den Bohrungen kamen Sedimentkerne mit einer Gesamtlänge von mehr als 1,6 Kilometern zusammen. Sie liefern Informationen über viele Tausend Jahre Erdgeschichte, das heißt über einen Zeitraum, der vom Wechsel von Warm- und Kaltzeiten geprägt war. Vor etwa 114000 Jahren endete die Eem-Warmzeit, benannt nach dem Fluss Eem in den Niederlanden. Danach begann die ausgedehnte Kaltzeit, die später vom sogenannten Holozän abgelöst wurde, der bis heute andauernden Warmzeit.

Süßwasser strömte in den Atlantik

Wie Thomas Andrén von der Södertörn University in Schweden erklärt, einer der beiden wissenschaftlichen Leiter der Ostsee-Expedition, eröffnen die Sedimentproben aus dem Kleinen Belt neue Einblicke in die frühe Phase des sogenannten Baltischen Eisstausees. So nennen Wissenschaftler das Gewässer, das sich vor dem skandinavischen Eisschild entwickelte, nachdem dieser zu schmelzen begonnen hatte. Im Zeitraum zwischen etwa 16000 und 11700 Jahren vor heute gelangten nach den Worten des schwedischen Forschers gewaltige Mengen an Süßwasser aus dem Eisstausee, einem frühen Vorläufer der heutigen Ostsee, in den Nordatlantik. Dies habe Folgen für die Zirkulation der Wassermassen und damit auch für das Klima gehabt. Der Hintergrund: Ein höherer Salzgehalt ist gleichbedeutend mit einer höheren Dichte des Meerwassers, das heißt: Solches Wasser kann leichter in tiefere Bereiche sinken. Wenn aufgrund von zusätzlichem Süßwasser weniger Wasser absinkt, kann die Zirkulation der Wassermassen ins Stocken geraten – und damit auch der Transport von Wärmeenergie im Meer. Von der Wärme des Meerwassers hängt unter anderem die Wetterentwicklung ab.

Auch zum Sauerstoffgehalt in bestimmten Bereichen der Ostsee lieferten die Untersuchungen laut Andrén bereits erste Erkenntnisse. In der Nähe von Gotland bohrten die Wissenschaftler im Gebiet des sogenannten Landsorttiefs. Dort ist die Ostsee bis zu 459 Meter tief, so tief wie nirgendwo sonst. In den Sedimentproben, die die Wissenschaftler gewannen, wechseln sich Schichten mit hellem und dunklem Ton ab. Was dies bedeutet, erläutert die Leiterin des Bremer Bohrkernlagers, Ursula Röhl. Nach ihren Worten wären die Schichten durchmischt, wenn es am Meeresgrund Sauerstoff gegeben hätte. Mit anderen Worten: Die abgegrenzten Schichten deuten auf sauerstofffreies Wasser hin. Schon vor 8000 Jahren gab es demnach im Landsorttief am Meeresgrund keinen Sauerstoff, ein Zustand, der bis heute anhält.

Bereiche mit keinem oder wenig Sauerstoff sind für Meeresforscher auch mit Blick auf die Zukunft von besonderem Interesse. Höheres Leben kann in solchen Bereichen nicht existieren. Experten rechnen damit, dass sich sauerstoffarme Zonen in der Ostsee ausbreiten werden. Höhere Lufttemperaturen hätten letztlich zur Folge, dass der Sauerstoffgehalt des Wassers abnehme, heißt es. In der Ostsee bleibt das leichte Süßwasser, das aus Flüssen ins Meer gelangt, an der Oberfläche und überlagert das schwere Salzwasser in größeren Tiefen. Diese Schichtung ist nach Darstellung von Wissenschaftlern vergleichsweise stabil, das heißt: Es gibt kaum einen Austausch – der Sauerstoff im Tiefenwasser wird nach und nach abgebaut. Neuer Sauerstoff kommt in der Tiefe dann hinzu, wenn größere Mengen an Nordseewasser in die Ostsee gelangen, etwa infolge starker Herbststürme.

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