Wasserströme in den Meeren der Erde haben Seefahrer seit Jahrhunderten geleitet und das Klima viel länger geprägt. Aber wie sind Meeresströmungen entstanden?
Diese Strömungen wären mit den ersten Ozeanen des Planeten vor etwa 4 bis 4,5 Milliarden Jahren entstanden, angetrieben von den gleichen Kräften, die sie heute antreiben: Winde, Gezeiten, globale Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede und die Rotation des Planeten.
Meeresströmungen verhalten sich demnach ähnlich wie Flüsse in größeren Gewässern Universität von Hawaii in Manoa (öffnet in neuem Tab). Ihre Größe reicht von kleinen Strömungen in der Nähe von Stränden bis hin zu ozeanumspannenden Strömungen, wie die enormen Wirbel oder elliptischen Zyklen, die sich zwischen den Kontinenten schlängeln. Beispielsweise fließt im Nordatlantikwirbel das Wasser entlang des Äquators nach Westen, im Golfstrom nach Norden an der Ostküste der USA vorbei, entlang der Arktis nach Osten und dann als Kanarenstrom nach Süden an Europa und Afrika vorbei.
Winde, angetrieben durch Sonnenenergie, direkte Oberflächenströmungen, wie die in Wirbeln. Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede zwischen dem Äquator und den Erdpolen treiben Tiefwasserströmungen an, die als thermohaline (für „Hitze“ plus „Salz“) Zirkulation bekannt sind. Es kann tausend Jahre dauern, einen globalen thermohalinen Zyklus zu vollenden, James Potemra (öffnet in neuem Tab), Professor an der Universität von Hawaii am Mānoa Institute of Geophysics and Planetology, gegenüber Live Science. Gezeiten erzeugen kleinere Strömungen, während die Drehung der Erde Wirbel auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn verschiebt (der sogenannte Coriolis-Effekt).
Sobald die ersten Ozeane des Planeten auftauchten, hätten sie ähnliche Kräfte erlebt, Roger Fu (öffnet in neuem Tab), Professor am Department of Earth and Planetary Sciences der Harvard University, gegenüber Live Science. Die Datierung der Entstehung von Strömungen läuft also darauf hinaus, die Entstehung von Ozeanen zeitlich zu bestimmen. „Die Erde hatte in den frühen Tagen die gleichen Temperaturgradienten wie heute, weil der Äquator heißer ist“, sagte Fu. „Also hätte es Strömungen gehabt.“
Konservative Schätzungen beziffern das Alter des Ozeans auf 3,8 Milliarden Jahre, sagte Fu. Jedoch, alte Zirkonkristalle in Australien belegen Ozeanwasser vor 4,4 Milliarden Jahren oder etwa 100 Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde. „So früh in der Erdgeschichte hätten wir Ozeane gehabt“, sagte Fu.
Gleiche Kräfte, unterschiedliche Formen
Urstrommuster wären jedoch ganz anders gewesen. Die Kontinente haben ihre Position drastisch verschoben, wahrscheinlich haben sich alle zu verschiedenen Zeiten zu Superkontinenten zusammengeschlossen, mit anderen Konfigurationen dazwischen. Das hätte die Wege verändert, die Oberflächenströmungen genommen haben, ohne eine Tasche zwischen der Alten und der Neuen Welt, um zum Beispiel den Nordatlantikwirbel zu schmieden.
Auf Zeitskalen von Milliarden Jahren „werden die Meeresströmungen völlig unkenntlich sein, weil die Kontinente nicht wiederzuerkennen waren“, sagte Fu. Unterschiedliche kontinentale Positionen hätten auch tiefere Meeresströmungen verändert, sagte Potemra, wobei thermohaline Strömungen beispielsweise weitgehend ungehinderte Wege vom Äquator zu den Polen genießen.
Aufgrund der Zeit, die Kontinente benötigen, um ihre Konfiguration merklich zu ändern, scheinen Strömungen auf menschlichen Zeitskalen ewig zu sein. Die heutigen großen Strömungen „entstanden wahrscheinlich … vor Millionen von Jahren aufgrund einer Neuordnung der Kontinente“, sagte Fu.
Tatsächlich zeigen historische Aufzeichnungen die lange Beständigkeit der heutigen Strömungen. „Es war Benjamin Franklin, der den Golfstrom als erster entdeckte, weil er bemerkte, als die Schiffe herüberkamen, dass diese Strömung … sie sehr schnell nach Norden bringen würde“, sagte Potemra. „Und die Wikinger hätten den Golfstrom erlebt.“