Kalte Luft in der Nähe der Antarktis kühlt den Ozean bis zu dem Punkt ab, an dem sich Meereseis bildet. Während der Eisbildung wird Salz in das darunter befindliche Wasser abgegeben. Sowohl die geringen Temperaturen wie auch ein höherer Salzgehalt lassen das Oberflächenwasser so schwer werden, daß es vier Kilometer bis auf den Ozeangrund sinkt.

Rintoul zufolge transportiert das dichte Wasser beim Absinken Sauerstoff mit in die Tiefe des Ozeans. "Wären diese Fenster in die Tiefen des Meeres geschlossen, würde der Sauerstoffgehalt nach und nach abnehmen. Das wiederum würde zu grundlegenden Veränderungen in der chemischen und biologischen Zusammensetzung des tiefen Ozeans führen".

Im Ozean nahe der Antarktis besteht ein äußerst labiles Gleichgewicht. "Schon kleinste Veränderungen im Salzgehalt bestimmen, ob das Wasser absinkt oder an der Meeresoberfläche bleibt. Wenn der Niederschlag zunimmt, kann die Bildung von Tiefenwasser verlangsamt werden oder gar ganz aufhören. Einige Klimamodelle gehen davon aus, das dies als Ergebnis eines verstärkten Treibhauseffektes durchaus passieren könnte", erklärte Rintoul.

Das antarktische Tiefenwasser ist einer der Hauptakteure des "großen marinen Förderbands" (englisch: the great ocean conveyor). Das Förderband transportiert Wasser, Wärme und Salz um die Erde. Die so transportierte Wärme hat einen fundamentalen Einfluß auf unser Klima. Veränderungen bei der Bildung von Tiefenwasser kann das Klima sowohl in der Antarktis als auch in entfernteren Gebieten entscheidend beeinflussen.

In den Ozeanen gibt es nur wenige Stellen, an denen die richtigen Bedingungen herrschen, damit das Oberflächenwasser so schwer wird, daß es sinken kann. "Wir waren ein wenig erstaunt, daß die Küste des Adelie-Landes anscheinend eine viel größere Quelle für das Tiefenwasser darstellt, als wir ursprünglich angenommen hatten", sagte Rintoul.

Frühere Studien legten nahe, daß das meiste Tiefenwasser im atlantischen Teil des südlichen Ozeans gebildet wird und der Rest im pazifischen Teil entsteht. Anfängliche Messungen wiesen darauf hin, daß das Adelie-Gebiet gleichfalls Tiefenwasser produzieren könnte, doch wurde diese Region meist als unbedeutende Quelle betrachtet. "Unseren neuen Beobachtungen zufolge, entsteht hier aber ungefähr ein Viertel des Gesamtvolumens am Tiefenwasser der Ozeane."

"Die Tatsache, daß ein Großteil des Tiefenwassers an der Adelie-Küste gebildet wird, ist schon faszinierend, denn sie paßt nicht so recht in unsere Vorstellungen über die Voraussetzungen zur Entstehung von Tiefenwasser", bemerkte Rintoul.

Ein wichtiger Faktor ist das Vorhandensein einer großen Polynya (Satellitenbild einer Polynya), eine riesige Fläche offenen Wassers inmitten des Packeises, das in der Regel den Winter über eisfrei bleibt. Da die Lufttemperatur bis zu 30 °C unter der Wassertemperatur liegen kann, wird der Ozean sehr stark abgekühlt.

Das Wasser gefriert zwar und bildet Meereseis, doch treiben äußerst starke Winde das Eis von der Küste fort, wodurch die Polynya eisfrei bleibt. Sie agiert als eine Art "Eisfabrik", was wiederum bedeutet, daß Salz in das Wasser unter dem Eis freigegeben wird. Der Einfluß des Salzes ist der Schlüssel, um leichtes Oberflächenwasser so schwer werden zu lassen, daß es in die Tiefe absinkt.

"Die Adelie-Polynya ist eine ungewöhnlich produktive Quelle von Tiefenwasser. Wir denken, daß der Grund hierfür wahrscheinlich Ozeanströme sind, doch bisher gibt es für diese Annahme größtenteils nur Indizien", sagte Rintoul.

Er wird mit seinen Kollegen von Antarctic CRC Dr. Nathan Bindoff und Dr. Ian Allison die Region diesen Winter besuchen, um die angenommene Verbindung zwischen Ozeanströmen, Meereseis und der Bildung von Tiefenwasser zu überprüfen. Um die Polynya zu erreichen, wird der Eisbrecher Aurora Australis Hunderte Kilometer Packeis durchdringen müssen.