News: Der große Wellenbrecher
Schon lange vermuteten Forscher, dass sich die riesigen Gezeitenwellen in den Ozeanen an Inseln und untermeerischen Hindernissen brechen und so die Mischung warmer und kalter Wassermassen bewerkstelligen. Vor Hawaii haben Forscher dies nun direkt gemessen.
© (Ausschnitt)
Von der Energie der Sonne und den Kräften der Gezeiten angetrieben, strömen die Wassermassen der Weltmeere entlang riesigen, Fließbändern ähnlichen Pfaden von den wärmeren Regionen in die kälteren, um dort abzusinken und am Meeresboden in die Tropen zurückzuströmen. Dabei werden die Ozeane mit einer Leistung von rund zwei Terawatt - das entspricht der Leistung von etwa 2000 Kernkraftwerken - durchmischt.
Dieses Ocean Mixing geschieht nicht nur im Maßstab der großen, Erdteil umspannenden Ströme - wie etwa des Golfstroms -, sondern auch durch Wellen in der Größenordnung von Kilometern, Metern, ja sogar Zentimetern.
Ungefähr die Hälfte der für die Durchmischung erforderlichen Energie – also etwa ein Terawatt – wird von Ebbe und Flut erzeugt. Von ihnen getrieben, wandern riesige Wellen um den ganzen Globus, brechen sich an Inselketten und mittelozeanischen Rücken und transportieren auf diese Weise Wärmeenergie von oben nach unten und Süden nach Norden. So jedenfalls sagen es die Computersimulationen ozeanischer Zirkulationen voraus.
Dass dies in der Tat so ist, und in welchen Dimensionen dabei Energien umgesetzt werden, das haben Forscher jetzt im Umfeld von Hawaii beobachtet, wo der zum größten Teil untermeerisch verlaufende und fast 3000 Kilometer lange vulkanische Rücken das größte Hindernis für die riesigen Gezeitenwellen des Pazifik darstellt.
Zur Erforschung der Strömungen hatten Daniel Rudnick von der Scripps Institution of Oceanography im kalifornischen La Jolla und Kollegen von Bord eines Forschungsschiffes die flugzeugähnliche Unterwassersonde SeaSoar abgelassen und über 9000 Kilometer weit durch verschiedene Tiefen des Ozeans geschleppt. Im Rahmen des Hawaii Ocean-Mixing Experiment (HOME) maßen sie neben zahlreichen anderen Parametern auch Temperaturen sowie Richtung und Stärke von Strömungen.
Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler die Mischung unterschiedlicher Wässer und den zugrunde liegenden Energieumsatz berechnen.
Tatsächlich zeugen die Daten von der Wirksamkeit dieses gigantischen Wellenbrechers in Gestalt des untermeerischen Hawaii-Rückens. In großer Tiefe kehren hier bis über 300 Meter mächtige Wasserwalzen das unterste nach oben. Zum Vergleich: Der Tidenhub an den Küsten Hawaiis beträgt gerade einmal ein Meter. Allein entlang dieser Struktur geht mehr als zehnmal so viel Energie in die Mischung unterschiedlich warmer Wässer als in den ungestörten Regionen des Pazifik.
Allein an der Inselkette von Hawaii mit ihren unzähligen, unter Wasser verborgenen Vulkanen, Rücken und Schluchten verrichten Ebbe und Flut rund 20 Gigawatt Leistung - das ist immerhin ungefähr ein Fünfzigstel jenes Terawatts Leistung, das global von den Gezeitenwellen für die Durchmischung der Ozeane erzeugt wird.
Dieses Ocean Mixing geschieht nicht nur im Maßstab der großen, Erdteil umspannenden Ströme - wie etwa des Golfstroms -, sondern auch durch Wellen in der Größenordnung von Kilometern, Metern, ja sogar Zentimetern.
Ungefähr die Hälfte der für die Durchmischung erforderlichen Energie – also etwa ein Terawatt – wird von Ebbe und Flut erzeugt. Von ihnen getrieben, wandern riesige Wellen um den ganzen Globus, brechen sich an Inselketten und mittelozeanischen Rücken und transportieren auf diese Weise Wärmeenergie von oben nach unten und Süden nach Norden. So jedenfalls sagen es die Computersimulationen ozeanischer Zirkulationen voraus.
Dass dies in der Tat so ist, und in welchen Dimensionen dabei Energien umgesetzt werden, das haben Forscher jetzt im Umfeld von Hawaii beobachtet, wo der zum größten Teil untermeerisch verlaufende und fast 3000 Kilometer lange vulkanische Rücken das größte Hindernis für die riesigen Gezeitenwellen des Pazifik darstellt.
Zur Erforschung der Strömungen hatten Daniel Rudnick von der Scripps Institution of Oceanography im kalifornischen La Jolla und Kollegen von Bord eines Forschungsschiffes die flugzeugähnliche Unterwassersonde SeaSoar abgelassen und über 9000 Kilometer weit durch verschiedene Tiefen des Ozeans geschleppt. Im Rahmen des Hawaii Ocean-Mixing Experiment (HOME) maßen sie neben zahlreichen anderen Parametern auch Temperaturen sowie Richtung und Stärke von Strömungen.
Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler die Mischung unterschiedlicher Wässer und den zugrunde liegenden Energieumsatz berechnen.
Tatsächlich zeugen die Daten von der Wirksamkeit dieses gigantischen Wellenbrechers in Gestalt des untermeerischen Hawaii-Rückens. In großer Tiefe kehren hier bis über 300 Meter mächtige Wasserwalzen das unterste nach oben. Zum Vergleich: Der Tidenhub an den Küsten Hawaiis beträgt gerade einmal ein Meter. Allein entlang dieser Struktur geht mehr als zehnmal so viel Energie in die Mischung unterschiedlich warmer Wässer als in den ungestörten Regionen des Pazifik.
Allein an der Inselkette von Hawaii mit ihren unzähligen, unter Wasser verborgenen Vulkanen, Rücken und Schluchten verrichten Ebbe und Flut rund 20 Gigawatt Leistung - das ist immerhin ungefähr ein Fünfzigstel jenes Terawatts Leistung, das global von den Gezeitenwellen für die Durchmischung der Ozeane erzeugt wird.
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