Flusseintrag

Der Flusseintrag ist geographisch ungleich verteilt. Allein die sechs größten Flusssysteme der Erde – Amazonas, Kongo, Ganges/Brahmaputra, Orinoco, Jangtse und Mississippi – liefern zusammen rund ein Drittel des globalen Süßwassereintrags in die Ozeane.^[2] Der Atlantische Ozean empfängt, gemessen an seiner Fläche, überproportional viel Flusswasser, da die Einzugsgebiete des Amazonas, des Mississippi, des Kongo und zahlreicher europäischer und westafrikanischer Flüsse in ihn entwässern. Der Arktische Ozean erhält, bezogen auf sein Volumen, den höchsten spezifischen Süßwassereintrag aller Ozeanbecken: Die großen sibirischen Ströme Ob, Jenissei und Lena sowie der nordamerikanische Mackenzie liefern zusammen rund 2500 km³ pro Jahr in ein vergleichsweise kleines Meeresbecken.^[4] Der Pazifische Ozean weist trotz seiner enormen Fläche einen niedrigeren Salzgehalt auf als der Atlantik, was jedoch weniger auf den geringen Flusseintrag als vielmehr auf den netto-positiven Niederschlagsüberschuss über dem Pazifik und den atmosphärischen Feuchtigkeitstransport vom Atlantik über Mittelamerika zum Pazifik zurückzuführen ist.^[5] Dieser Salinitätskontrast hat weitreichende Konsequenzen für die globale Thermohaline Zirkulation: Nur im salzreicheren Atlantik ist das Oberflächenwasser in hohen Breiten dicht genug, um konvektiv abzusinken und Tiefenwasser zu bilden.^[5]

Der Flusseintrag unterliegt einem ausgeprägten Jahresgang: In den mittleren und hohen Breiten fällt das Maximum in die Schneeschmelze im Frühling und Frühsommer, in den Tropen folgt es dem Monsunzyklus. Global summiert zeigt der kontinentale Abfluss ein Maximum in den Monaten Juni bis August, wenn die Schneeschmelze der nordhemisphärischen Flüsse und der asiatische Sommermonsun zusammenwirken.^[2]

Der Eintrag großer Mengen Süßwasser in den Ozean erzeugt an den Flussmündungen und auf den angrenzenden Schelfen eine Halokline – eine Schicht sprunghaft abnehmenden Salzgehalts –, die die vertikale Durchmischung hemmt und eine stabile Dichteschichtung aufbaut. Diese Schichtung beeinflusst den vertikalen Austausch von Wärme, Nährstoffen und gelösten Gasen zwischen Oberfläche und Tiefe und prägt die physikalischen Bedingungen in Ästuaren und auf den Kontinentalschelfen.

In der Arktis ist der Flusseintrag von besonderer klimatischer Bedeutung: Das eingetragene Süßwasser verstärkt die Salzgehaltsschichtung des Arktischen Ozeans und stabilisiert die obere Wassersäule, was die Bildung und Erhaltung von Meereis begünstigt. Ein Teil dieses Süßwassers wird im Beaufortwirbel gespeichert und gelangt verzögert über den Kanadisch-Arktischen Archipel und die Framstraße in den Nordatlantik, wo es die Salinität der Oberflächenschicht reduzieren und damit potentiell die Tiefenwasserbildung in der Labradorsee und den Nordischen Meeren beeinträchtigen kann.^[4]

Flüsse transportieren nicht nur Wasser, sondern auch große Mengen an gelösten und partikulären Stoffen in den Ozean. Jährlich gelangen schätzungsweise 0,4 Milliarden Tonnen gelöster organischer Kohlenstoff und rund 15–20 Milliarden Tonnen Sediment über Flüsse ins Meer.^[6] Die mitgeführten Nährstoffe – insbesondere Stickstoff, Phosphor und Silicium – düngen die küstennahen Ökosysteme und machen die Schelfmeere zu den produktivsten Bereichen des Ozeans. An der Mündung des Amazonas beispielsweise erstreckt sich die Süßwasserfahne Hunderte von Kilometern auf den offenen Atlantik und erzeugt eine Zone erhöhter Primärproduktion, die auf Satellitenbildern als Chlorophyllmaximum sichtbar ist.

Übermäßige Nährstoffzufuhr durch landwirtschaftliche Einträge kann jedoch zur Eutrophierung führen: Im Golf von Mexiko erzeugt die Nährstofffracht des Mississippi eine der weltweit größten saisonalen Todeszonen, in der der gelöste Sauerstoff so weit absinkt, dass benthische Organismen absterben.^[7] Ähnliche hypoxische Zonen existieren in der Ostsee, der Chesapeake Bay, dem Ostchinesischen Meer und zahlreichen anderen Küstengewässern mit hohem Flusseintrag.

Der globale Flusseintrag in die Ozeane unterliegt langfristigen Veränderungen. Dai et al.^[8] dokumentierten für den Zeitraum 1948 bis 2004 regionale Trends: zunehmender Abfluss in den hohen Breiten Eurasiens und Nordamerikas sowie abnehmender Abfluss in Teilen der Tropen und Subtropen. Die Zunahme des arktischen Flusseintrags – die großen sibirischen Ströme zeigen seit den 1960er-Jahren einen signifikanten Aufwärtstrend – wird auf die verstärkte Permafrost-Degradation,^[9] zunehmenden Niederschlag und die frühere Schneeschmelze infolge der arktischen Erwärmung zurückgeführt.^[10] Gleichzeitig wächst der Süßwassereintrag durch das beschleunigte Abschmelzen des Grönländischen Eisschilds, das seit den 1990er-Jahren jährlich rund 280 Gigatonnen Eis verliert.^[11]

Diese Veränderungen sind von unmittelbarer Relevanz für die atlantische Umwälzzirkulation (AMOC): Jede zusätzliche Süßwasserzufuhr in den subpolaren Nordatlantik und den Arktischen Ozean reduziert die Oberflächensalinität, hemmt das konvektive Absinken und kann so die Bildung von Nordatlantischem Tiefenwasser abschwächen. Ob der gegenwärtige Anstieg des arktischen Süßwasserexports bereits eine messbare AMOC-Abschwächung verursacht hat, ist Gegenstand intensiver Forschung.^[12]

• Süßwassereintrag