Das gefrorene Meer: Die Geheimnisse des Ochotskischen Meeres

Drift ice
Treibeis
Shiretoko Shari-cho Tourist Association
Auf den ersten Blick ist das Ochotskische Meer im Norden von Hokkaido nur eines der vielen kleinen Meere in der Welt. Aber im Winter sind dieses Meer und der Bereich der Oyashio-Meeresströmung im Osten davon mit Meereis (Treibeis) bedeckt. Dieses Eis macht diese Gegend nicht nur zu einem der üppigsten Fischfanggebiete der Welt, sondern es ist auch verantwortlich für einen größeren Lebenszyklus, dessen Auswirkungen sich über den gesamten Pazifischen Ozean erstrecken.

Das „Herz“ des Pazifischen Ozeans

Wussten Sie, dass das Ochotskische Meer als das „Herz“ des Pazifischen Ozeans bezeichnet wird? Genau so, wie das Herz Sauerstoff durch den ganzen Körper pumpt, „pumpt“ das Ochotskische Meer Sauerstoff, kaltes Wasser und Nährstoffe in den Pazifischen Ozean. Das Schicksal des größten Ozeans der Welt hängt von diesem kleinen Meer nördlich von Japan ab.

Drift ice

Treibeis © Foto aufgenommen von Yu Ohata mit Hilfe des Patrouillenboots „Souya“ der japanischen Küstenwache

Ein wesentliches Element davon ist das Meereis, das sich im Winter auf dem Ochotskischen Meer bildet. Dieses Meereis, gewöhnlich Treibeis genannt, tritt auf, wenn die kalte Luft die Oberfläche des Meeres gefrieren lässt. Es ist zwischen 10 cm und 1 m dick. Im Gegensatz zu Teilen des Arktischen Ozeans, welche den größten Teil des Jahres gefroren bleiben, gefrieren Meere wie das Ochotskische Meer nur im Winter. Das Ochotskische Meer liegt auf einem niedrigeren Breitengrad als alle anderen gefrorenen Meere in der nördlichen Hemisphäre.

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Treibeis © Foto aufgenommen von Yu Ohata mit Hilfe des Patrouillenboots „Souya“ der japanischen Küstenwache

Warum das Ochotskische Meer gefriert

Trotz seines niedrigen Breitengrades gibt es zwei Gründe, warum das Ochotskische Meer gefriert. Der erste Grund ist, dass sich westlich davon Sibirien und der äußerste Osten Russlands befinden, die Regionen der nördlichen Hemisphäre, die im Winter die tiefsten Temperaturen erreichen. Die kalten nordwestlichen Winde aus diesen Regionen sind der Hauptgrund, warum das Ochotskische Meer gefriert. Der andere Grund ist der Amur, der in das Ochotskische Meer mündet.

Amur River

Anblick des unteren Flusslaufes des Amur © Takayuki Shiraiwa

Jede Sekunde fließen 8300 Kubikmeter Süßwasser aus dem Amur in das Ochotskische Meer und senken dort die Salzkonzentration. Allgemein lässt sich sagen: Je höher die Salzkonzentration des Wassers, um so kälter muss es sein, damit das Wasser gefriert. Daher führt die durch den Amur verursachte geringere Salzkonzentration dazu, dass das Ochotskische Meer leichter gefriert als andere Meere.

Treibeis ist kein Eis aus dem Amur

Das Meereis auf dem Ochotskischen Meer wird hauptsächlich nördlich von Sachalin gebildet, in der Nähe des eurasischen Kontinents. Das hier gebildete Meereis wird durch die nordwestlichen Winde und die Ost-Sachalin-Meeresströmung, welche die Ostküste Sachalins entlang nach Süden fließt, nach Süden transportiert und erreicht schließlich die Küste von Okhotsk in Hokkaido. Viele Leute denken, das Meereis entsteht dadurch, dass der Amur gefriert. Aber das ist nicht richtig. Obwohl der Amur einer der Gründe ist, warum das Ochotskische Meer leichter gefriert, wird das Meereis selbst durch gefrierendes Meerwasser verursacht. Und dies hat eine größere Bedeutung, als Sie vielleicht denken.

Ist Treibeis salzig?

Wussten Sie, dass das Meereis aus Süßwasser besteht? Deshalb denken einige Leute, dass es durch das Gefrieren des Amurs verursacht wird. Andere wundern sich vielleicht, wie es aus Süßwasser bestehen kann, wenn es durch gefrierendes Meerwasser gebildet wird. Im Kern geht es um die physischen und chemischen Eigenschaften des Wassers, die auftreten, wenn Meerwasser gefriert. Die Struktur der Eiskristalle besteht aus einer regelmäßigen Anordnung von Wassermolekülen, welche aus Sauerstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. Die verschiedenen Substanzen, die man im Meerwasser vorfindet, können nicht in diese kristalline Anordnung eindringen. Das bedeutet, wenn Meerwasser gefriert, wird das Salz des Meerwassers aus dem Meereis in das darunter befindliche Meerwasser verdrängt. Infolgedessen wird das Meereis an der Meeresoberfläche zu Süßwasser und das Meerwasser darunter wird salziger. Das macht es kälter, schwerer und voll von Sauerstoff, der aus der Luft gelöst wurde. Dieses schwerere Meerwasser sinkt nach unten und erreicht schließlich den Meeresboden des Festlandsockels. Kurz gesagt, in den Bereichen des Meeres, wo sich Meereis bildet, wird das Meerwasser durch einen Abwärtsfluss von Wasser vermischt. Dies wird in der Meereskunde als thermohaline Zirkulation bezeichnet.

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Treibeis © Foto aufgenommen von Yu Ohata mit Hilfe des Patrouillenboots „Souya“ der japanischen Küstenwache

Thermohaline Zirkulation im Zwischenwasser des Nordpazifiks

Dieses kalte, schwere, sauerstoffreiche Meerwasser löst eine Vielzahl von Substanzen, die sich auf dem Festlandsockel abgelagert haben, während es von der Ost-Sachalin-Meeresströmung in die Gewässer von Hokkaido transportiert wird. Dann ändert es die Richtung und fließt nach Norden, durch die Boussole-Straße zwischen den Inseln Urup und Simuschir in den Kurilen und dann zur Oyashio-Meeresströmung im Nordpazifik. So endet das kalte schwere Wasser, das durch die thermohaline Zirkulation im Ochotskischen Meer entstanden ist, im Zwischenwasser des Pazifischen Ozeans. Die Forschung hat gezeigt, dass das Zwischenwasser des Nordpazifiks von der Oyashio-Meeresströmung in der Nähe von Japan durch den gesamten Pazifischen Ozean bis nach Nordamerika fließt. Das bedeutet, dass das Treibeis, das sich auf dem Ochotskischen Meer bildet, den Pazifischen Ozean jedes Jahr mit kaltem sauerstoffreichem Wasser versorgt. Das macht es zum „Herz“ des Pazifischen Ozeans.

Ernährung durch Eisen im Amur

Die Oyashio-Meeresströmung, die von Nordjapan nach Osten, durch die Kurilen und hinaus in den Pazifischen Ozean fließt, ist gemeinsam mit dem Ochotskischen Meer eines der besten Fischfanggebiete der Welt. Sie ist die Heimat für Lachse, Pazifische Makrelenhechte und Sardinen, welche Wale und Schwertwale von weiter südlich anziehen. Höchstwahrscheinlich ist es das reichhaltigste Meeresgebiet der Welt. Wie wurde dieses Meeresgebiet so reichhaltig?

Ein Grund dafür ist das Eisen, das vom Amur her transportiert wurde. Die riesigen Feuchtgebiete rund um das Amur-Becken versorgen den Fluss mit großen Mengen an Eisen. Der Amur transportiert dieses Eisen dann zum Ochotskischen Meer, wo es auf dem Festlandsockel abgelagert wird. In einem normalen Meer würde sich das Eisen einfach auf dem Festlandsockel ansammeln, aber die thermohaline Zirkulation des Ochotskischen Meeres und der Ost-Sachalin-Meeresströmung transportiert das Eisen durch das Ochotskische Meer und dann zur Oyashio-Meeresströmung, die es weit über den gesamten Pazifischen Ozean verteilt.

Wie also ernährt Eisen das Meer? Um dies zu erklären, muss ich zuerst das Phytoplankton erläutern, das die Basis der Nahrungskette des Meeres bildet. Phytoplankton, das man in der Nähe des Meeresbodens findet, ist das wesentlichste Element bei der Ernährung der Meereslebewesen. Es ernährt sich durch Fotosynthese unter Verwendung von Sonnenlicht, Kohlendioxid und im Meer gelösten Nährstoffen, wie Stickstoff, Phosphor und Silizium. Phytoplankton ist eine Nahrungsquelle für Zooplankton, welches kleine Fische ernährt, und dann ernähren die kleinen Fische größere Fische und Wale.

Phytoplankton micrograph

Mikrofotografie von Phytoplankton © Foto aufgenommen von Koji Suzuki

Obwohl Stickstoff eine wichtige Lebensquelle für das Phytoplankton ist, kann das Phytoplankton es eigentlich unter allen Umständen nicht effektiv nutzen. Es benutzt Eisen, um den Stickstoff aufzunehmen. Dabei wird das Eisen als ein Reduktionsmittel verwendet, um den Stickstoff in eine Form umzuwandeln, die leicht aufgenommen werden kann.

Aber es gibt ein Problem. Das meiste Meereis, insbesondere das Meereis, das sich weit vom Land entfernt befindet, schmilzt nicht. Das bedeutet, dass das Phytoplankton mit dem wenigen Eisen auskommen muss, das durch Regen und Schnee vom Himmel kommt oder von weit entfernten Ozeanen her transportiert wird. Aus den oben genannten Gründen verteilen das Ochotskische Meer und die Oyashio-Meeresströmung effizient Eisen aus dem Amur. Das ist der Hauptgrund, warum diese Meeresgebiete so reichhaltig sind.

Die Zukunft des Ochotskischen Meeres bei Rückgang des Meereises

Das Meereis im Ochotskischen Meer fungiert als das „Herz“ des Pazifischen Ozeans. Es hält den Ozean durch thermohaline Zirkulation frisch und kalt. Diese thermohaline Zirkulation verteilt auch Eisen aus dem Amur und macht so das Ochotskische Meer und die Oyashio-Meeresströmung zu einem der besten Fischfanggebiete der Welt. Der Nutzen des Meereises ist immens, weit mehr, als das Auge sehen kann, und er erstreckt sich nicht nur auf das Ochotskische Meer sondern durch die Oyashio-Meeresströmung auf den Pazifischen Ozean.

Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ist das Treibeis im Ochotskischen Meer nach und nach weniger geworden. Es wird angenommen, dass dies aufgrund der globalen Erwärmung geschieht. Es ist klar, dass dies zur Schwächung der thermohalinen Zirkulation führt, und die zukünftigen Auswirkungen betreffen nicht nur das Ochotskische Meer sondern den gesamten Pazifischen Ozean. Wir müssen diese Veränderungen im Auge behalten und darüber nachdenken, wie wir diesen riesigen natürlichen Mechanismus schützen können.

Drift ice

Treibeis © Foto aufgenommen von Yu Ohata mit Hilfe des Patrouillenboots „Souya“ der japanischen Küstenwache

Berichterstatter

Takayuki Shiraiwa

Außerordentlicher Professor, Dr. am Institut für Tieftemperatur-Wissenschaft, Universität Hokkaido

Ich bin ein Geograf und ein Umweltwissenschaftler, der die Rolle der Flüsse im Ökosystem des Mündungsgebietes und bei der Produktivität in der Umgebung von Hokkaido untersucht. Am Amur, wo ich mehrere Projekte mit chinesischen und russischen Kollegen durchgeführt habe, bin ich besonders interessiert.

Ich untersuche die Auswirkungen, die Flüsse auf die Produktivität in den Meeren rund um Hokkaido haben. Insbesondere arbeite ich mit russischen und chinesischen Forschern an Studien über die Auswirkungen des Amur auf das Ochotskische Meer.

Takayuki Shiraiwa

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1
Okhotsk Sea Ice Museum of Hokkaido (Giza) (Meereis-Museum)
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Okhotsk-Turm Mombetsu
3
Okhotsk Ryu-hyo Museum (Treibeis-Museum)
4
Anlegestelle des Ausflugs-Eisbrechers Aurora