Arktischer Ozean

Was ist der Arktische Ozean?

Der Arktische Ozean (auch Nordpolarmeer, Nördliches Eismeer oder kurz Arktik) ist mit 14,09 Millionen km² der kleinste Ozean der Erde. Seine durchschnittliche Wassertiefe beträgt 987 m, die größte Tiefe 5669 m (im Molloytief, 165 km westlich von Spitzbergen). Manchmal wird er auch als Nebenmeer des Atlantiks betrachtet.

Er liegt im äußersten Norden der Nordhalbkugel zwischen Asien, Europa und Nordamerika und gilt daher als interkontinentales Mittelmeer, wissenschaftlich zählt er aber zu den fünf Ozeanen. Innerhalb des Ozeans bzw. auf dessen Inseln liegen die vier Pole der nördlichen Hemisphäre.

Verbindungen: Zum Atlantik vor allem über das etwa 1500 km breite Europäische Nordmeer zwischen Grönland und Skandinavien, zum Pazifik nur über die etwa 85 km breite Beringstraße.

Der Ozean ist ganzjährig von Meereis bedeckt, dessen Ausdehnung jahreszeitlich schwankt. Laut NASA verringert sich die sommerliche Meereisbedeckung derzeit um 12,6 % pro Dekade wegen der globalen Erwärmung. Die September-Eisfläche betrug in den 1980er Jahren noch 6–7 Millionen km², in den 2010er Jahren nur noch durchschnittlich 4,13 Millionen km²; Mitte September 2020 lag sie bei 3,8 Millionen km².

Geographie: Nebenmeere, Flüsse, Anrainer und Inseln

Wichtige Nebenmeere (Randmeere) sind u. a.: Grönlandsee (1.205.000 km², Ø 1440 m), Europäisches Nordmeer (1.100.000 km²), Barentssee (1.405.000 km², Ø 230 m), Karasee (880.000 km²), Laptewsee (660.000 km²), Ostsibirische See (936.000 km²), Tschuktschensee (582.000 km²), Beaufortsee (476.000 km²), Weißes Meer (90.000 km²) sowie die Hudson Bay als Binnenmeer (1.230.000 km²).

Fünf der längsten Flüsse der Welt münden in den Arktischen Ozean: die sibirischen Flüsse Ob, Jenissei und Lena sowie in Nordamerika der Yukon und der Mackenzie. Die sibirischen Flüsse liefern etwa 3- bis 4-mal mehr Wasser als die nordamerikanischen. Die Süßwassermenge nahm laut Forschern um Bruce Peterson von 1936 bis 1999 um etwa 128 km³ (rund 7 %) zu.

Anrainer sind Alaska (USA), Kanada, Grönland (Dänemark), Island, Norwegen und Russland. Die politische Zugehörigkeit mancher Gebiete ist umstritten; den Streit um die Hans-Insel („Whiskykrieg“) beendeten Dänemark und Kanada am 14. Juni 2022.

Wichtige Inseln: Grönland, Island, Spitzbergen, Franz-Josef-Land, Nowaja Semlja, Sewernaja Semlja, Neusibirische Inseln, Wrangelinsel, Banksinsel, Kolgujew und die Königin-Elisabeth-Inseln mit Ellesmere-Insel. Bekannte Landmarken: Kap Deschnjow, Kap Morris Jesup, Kap Tscheljuskin.

Geologie: Becken, Rücken und Entstehung

Der Arktische Ozean besteht aus zwei großen Tiefseebecken, getrennt durch den unterseeischen Lomonossow-Rücken, und ist von breiten Kontinentalschelfen umgeben (etwa ein Drittel der Fläche).

• Eurasisches Becken: durch Seafloor-Spreading (Ozeanbodenspreizung) am Gakkelrücken entstanden, der nördlichsten Verlängerung des Mittelatlantischen Rückens. Der Gakkelrücken teilt es in das Nansen-Becken und das Amundsenbecken (mit ~4500 m die tiefste Region).
• Kanadisches/Amerasisches Becken: geologisch komplexer, entstanden durch begrenzte ozeanische Krustenbildung und Dehnung kontinentaler Kruste. Der Alpha-Mendelejew-Rücken teilt es in das Kanada-Becken (~3800 m, flachstes und größtes Unterbecken) und das Makarow-Becken. Seine Entstehung ist umstritten (vulkanisch überprägter Mittelozeanischer Rücken oder Hotspot-Spur).

Entstehung: Die Öffnung des Kanadischen Beckens begann vor etwa 130–120 Millionen Jahren (Kreidezeit bis Paläogen). Vor etwa 55–56 Millionen Jahren begann der bis zu 1600 m hohe Lomonossow-Rücken, sich am Gakkelrücken von der Barents-Kara-Schelfkante zu lösen und nach Norden zu driften – dies schuf die Framstraße als Verbindung zum Atlantik.

Die breiten Schelfe (Barentssee, Karasee, Laptewsee, Ostsibirische See) sind überflutete Kontinentalkruste, bedeckt mit mächtigen Sedimenten der großen Flüsse. Diese speichern viel organischen Kohlenstoff und möglicherweise Gashydrate. Wegen der Eisbedeckung ist die Geologie noch nicht vollständig erforscht; Projekte wie die IBCAO verbessern die Kartierung. Offene Fragen: Alter der ozeanischen Kruste im Kanadischen Becken, Natur des Alpha-Mendelejew-Rückens.

In Kaltzeiten war der Meeresspiegel bis zu 130 m niedriger (z. B. Weichsel-Kaltzeit vor 60.000–70.000 Jahren); Arktis und Europäisches Nordmeer wurden zu einem „Mittelmeer des Nordens“. Ein Team um Walter Geibert (Alfred-Wegener-Institut) schließt aus fehlendem Thorium-230 in Sedimentschichten, dass dieses Binnenmeer in mindestens zwei Kaltzeiten (auch der Saale-Kaltzeit vor 150.000–130.000 Jahren) salzfrei war.

Ozeanographie: Wassermassen und Strömungen

Der Arktische Ozean ist stark geschichtet, vor allem nach dem Salzgehalt (Salinität). Von oben nach unten:

• Polare Deckschicht (PML): ca. 50 m dick, Salzgehalt 30–32,5 PSU im Kanadischen Becken, 32–34 im Eurasischen Becken.
• Halokline: 100–250 m mächtige Schicht mit stark zunehmendem Salzgehalt (32,5–34,5 PSU); isoliert Meereis und kalte Oberfläche vom wärmeren Atlantikwasser.
• Atlantikwasserschicht (AW): in 150–900 m Tiefe, wärmer als 0 °C, 34,5–35 PSU, zirkuliert als Randströmung entlang der Kontinentalhänge.
• Zwischenwasser: kälter (−0,5 bis 0 °C), breitet sich über Rücken hinweg aus.
• Tiefen- und Bodenwasser: Das kanadische Tiefenwasser (CBDW) ist wärmer und salziger als das eurasische (EBDW).

Zuströme: Atlantikwasser gelangt über zwei Zweige ein – den Framstraßen-Zweig (Westspitzbergenstrom) und den Barentssee-Zweig, der dort stark abkühlt und das Obere Polare Tiefenwasser (uPDW) bildet. Pazifikwasser (0,8 Sv im Mittel, saisonal 0,4–1,2 Sv) strömt durch die Beringstraße ein und speist die obere Halokline.

Oberflächenzirkulation: Der Beaufortwirbel (antizyklonal, über dem Kanadischen Becken) speichert Süßwasser; die Transpolardrift transportiert Eis von den sibirischen Schelfen über den Pol zur Framstraße. Etwa 90 % des Eisexports (ca. 0,09 Sverdrup) erfolgen durch die Framstraße.

Die Atlantikwasseräste bilden eine zyklonale Randströmung entlang der Kontinentalhänge; am Lomonossow-Rücken teilt sie sich. Tiefenwasser entsteht durch Eisbildung auf den Schelfen („Brine-Rejection“: Aussalzen beim Gefrieren), wobei dichtes Schelfwasser als „Kaskaden“ in die Tiefbecken sinkt.

Ausströme: Hauptabfluss über den Ostgrönlandstrom in der Framstraße; zweiter Weg über den Kanadisch-Arktischen Archipel Richtung Labradorstrom. Gesamttransport ca. 1,5–2 Sv.

Klimabedeutung: (1) Süßwasserexport beeinflusst die Tiefenwasserbildung im Nordatlantik (thermohaline Zirkulation), (2) abfließende Wassermassen tragen zur Bildung des North Atlantic Deep Water (NADW) bei, (3) die Atlantikschicht ist ein Wärmepuffer, der die Eisschmelze von unten beeinflussen kann. Seit den 1990er Jahren werden Erwärmung der Atlantikschicht und starker Meereisrückgang beobachtet.

Schifffahrt und Tierwelt

Schifffahrt: Der Arktische Ozean wird etwa drei bis fünf Monate im Jahr befahren – Russland nutzt die Nordostpassage, die USA und Kanada die Nordwestpassage. Russland unterhält dafür eine Atomeisbrecherflotte. Wichtige Häfen: Churchill, Archangelsk, Seweromorsk, Dikson, Murmansk, Pewek und Tiksi. Am 27. August 2014 erreichte das Expeditionskreuzfahrtschiff Hanseatic unter Kapitän Thilo Natke eine Position nur rund 480 km vom Nordpol entfernt (85°40,7818′ N, 135°38,8735′ O) – ein Weltrekord.

Tierwelt: Wegen Mitternachtssonne und Polarnacht ist die Primärproduktion (Eisalgen, Phytoplankton) auf März/April bis September beschränkt. Wichtige Primärkonsumenten sind Zooplankton, besonders Copepoden (Calanus finmarchicus, C. glacialis, C. hyperboreus), Krill und eisassoziierte Kleinkrebse (Amphipoden). In der Barentssee dominieren subarktische Arten wie Hering, junger Kabeljau und Lodde; im zentralen Arktischen Ozean ist der Polardorsch zentraler Beutegreifer. Spitzenprädatoren sind Robben, Wale und Eisbären.

Etwa 50 Seevogelarten (Alken, Sturmvögel, Kormorane, Möwen, Seeschwalben, Greifvögel) brüten im Juni und Juli an Felsen und Stränden. Acht Robbenarten pflanzen sich in der Arktis fort, sechs davon auf dem Eis. Walrossbullen werden über vier Meter lang und über eine Tonne schwer. Gelbe Haarquallen sind häufig; der Gebänderte Butterfisch ist die einzige im Arktischen Ozean lebende Butterfischart. Walrosse und Wale gelten als gefährdet.

Gefährdung durch Klimawandel und Verschmutzung

Die Arktis erwärmt sich schneller als der Rest der Welt (polare Verstärkung). Die durchschnittliche Eisbedeckung hat in den letzten Jahrzehnten um 12,85 % pro Dekade abgenommen; besonders das dicke, mehrjährige Eis ist stark zurückgegangen. Weniger Eis führt zu wärmerem Meerwasser, was den Eisrückgang weiter beschleunigt.

Weitere Gefahren: Es besteht die Befürchtung, dass über die Flüsse Tetscha und Ob stark kontaminiertes Wasser des Karatschai-Sees (südlicher Ural, Russland) in den Arktischen Ozean gelangen und die Wildnis verseuchen könnte – Folgen für Tiere und Pflanzen sind schwer abzuschätzbar. Die russische Marine hat in der Arktis Atomreaktoren und atombetriebene Schiffe, darunter U-Boote, versenkt, deponiert oder verloren (Atommüllproblematik). Seit 2020 betreibt Russland in Pewek das erste schwimmende Kernkraftwerk.