Nansen-Becken
Ozeanbecken im westlichen und nördlichen Teil des Eurasischen Beckens im Arktischen Ozean
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Das Nansen-Becken (engl. Nansen Basin), benannt nach dem norwegischen Polarforscher, Ozeanographen, Diplomaten und Friedensnobelpreisträger Fridtjof Nansen (1861–1930), bildet den westlichen und nördlichen Teil des Eurasischen Beckens im Arktischen Ozean. Es wird im Westen durch die Framstraße und den Kontinentalhang Nordostgrönlands, im Osten durch den Gakkelrücken (den nördlichsten Ausläufer des Mittelozeanischen Rückens) und im Süden durch den ausgedehnten Kontinentalschelf Eurasiens (Barentssee, Karasee) begrenzt. Das Becken ist mit Maximaltiefen um 4000 m das erste tiefe Reservoir für atlantisches Wasser, das in die zentrale Arktis strömt, und damit eine Schlüsselregion für den Wärme- und Wassermassenaustausch.[1][2]
Geologie und Bathymetrie
Geologisch ist das Nansen-Becken ein klassisches ozeanisches Becken, dessen Kruste durch Seafloor-Spreading am Gakkelrücken entstanden ist. Es stellt den älteren Teil des Eurasischen Beckens dar. Im Vergleich zum benachbarten Amundsen-Becken ist seine Sedimentbedeckung oft geringer und stärker von Störungen und Deformationen geprägt, was auf die Nähe zur aktiven Spreizungszone des Gakkelrückens zurückzuführen ist.[3]
Eine markante bathymetrische Struktur im westlichen Teil des Beckens ist das Yermak-Plateau nördlich von Spitzbergen. Dieses unterseeische Plateau beeinflusst maßgeblich den Weg des einströmenden Atlantikwassers und kann zu dessen Abkühlung und Vermischung beitragen, bevor es weiter in die zentrale Arktis vordringt.[1]
Ozeanographische Charakteristika und Wassermassen
Das Nansen-Becken ist der primäre Eingangskorridor für warmes und salzreiches Atlantikwasser (AW) in den Arktischen Ozean. Die ozeanographischen Bedingungen werden daher stark von diesem Zustrom geprägt.
Der Westspitzbergenstrom transportiert AW durch die Framstraße direkt in das Nansen-Becken. Ein bedeutender Teil dieses Wassers folgt dem Kontinentalhang Eurasiens ostwärts und bildet eine mächtige Randströmung. Ein anderer Teil kann bereits im westlichen Nansen-Becken rezirkulieren und zurück zur Framstraße fließen.[1][4]
Die vertikale Schichtung im zentralen Nansen-Becken unterscheidet sich von der im Amerasischen Becken. Es fehlt eine ausgeprägte, stabile Halokline. Stattdessen wird unter der salzarmen Oberflächenschicht (Polar Mixed Layer) häufig eine tiefe Winter-Mischschicht beobachtet, die direkt an die warme Atlantikschicht grenzt. Diese Schicht kann bis in Tiefen von 100–150 Metern reichen und wird durch winterliche Abkühlung und Konvektion gebildet.[1][5]
Das einströmende AW beginnt sich bereits im Nansen-Becken zu transformieren: Es gibt Wärme an die darüberliegenden kälteren Schichten und die Eisdecke ab, wird dabei kälter und kann durch Vermischung mit Umgebungswasser leicht an Salzgehalt verlieren. Diese Prozesse markieren den Beginn der Umwandlung zu Arktischem Atlantikwasser (AAW).[1][4]
Grönländische Wassermassen und Tiefenwasserbildung
Neben dem warmen AW empfängt das Nansen-Becken auch kältere und weniger salzige Wassermassen aus dem grönländischen Sektor, Arktisches Zwischenwasser (Arctic Intermediate Water, AIW) und Nordmeer-Tiefenwasser (Nordic Seas Deep Water, NDW). Diese dichten, kalten Wassermassen, die in der Grönlandsee gebildet werden, strömen ebenfalls mit dem Westspitzbergenstrom in die Framstraße ein und gelangen in die Tiefen des Nansen-Beckens. Sie können als salzarme bzw. kalte Anomalien in der Wassersäule identifiziert werden und tragen zur Auffüllung der intermediären und tiefen Schichten des Arktischen Ozeans bei.[1][6]
Die historische Studie von Anderson et al. (1989),[7] die den ersten ozeanographischen Schnitt durch das Nansen-Becken beschreibt, war grundlegend für das Verständnis dieser Wassermassen und ihrer Ausbreitung. Sie zeigt, wie sich die charakteristischen Signaturen des Grönlandsee-Wassers im Becken verteilen und allmählich durch Vermischung abschwächen.[7]
Klimatische und Globale Bedeutung
Die Prozesse im Nansen-Becken haben direkte Auswirkungen auf das arktische und globale Klimasystem: Das Becken kontrolliert die Menge und die Eigenschaften der atlantischen Wärme, die in die zentrale Arktis gelangt. Variabilitäten in Stärke und Temperatur des Zustroms (sog. AW-Pulse) werden hier zuerst beobachtet und können die Meereisdicke und die Wärmeabgabe an die Atmosphäre beeinflussen.[4] Der Eintrag von Grönlandsee-Wasser (AIW, NDW) ist ein wichtiger Teil der Belüftung der arktischen Tiefenbecken. Er hilft, die Tiefenzirkulation aufrechtzuerhalten und Sauerstoff in die bodennahen Schichten zu transportieren.[1][7] Dabei reagiert das Nansen-Becken besonders empfindlich auf klimatische Schwankungen im Nordatlantik. Phasen verstärkten Zustroms atlantischen Wassers („Atlantifizierung“) führen hier zu den deutlichsten Erwärmungssignalen, einem Rückgang des Meereises und Veränderungen in der ökologischen Produktivität.
Forschungshistorie und aktuelle Fragen
Die erste umfassende ozeanographische Vermessung des Beckens durch Anderson et al. im Jahre 1989 markierte einen Meilenstein und lieferte die Grundlage für alle folgenden Studien.[7] Heute konzentriert sich die Forschung auf die Langzeitvariabilität des atlantischen Wärmetransports, die Wechselwirkung zwischen atlantischem und pazifischem Einfluss (der in diesem Becken minimal ist) und die Reaktion des Ökosystems auf die rasche Erwärmung und den Meereisrückgang.[8]