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Als Polynja (auch: Polynya, Polynia) bezeichnet man eine große Öffnung im arktischen oder antarktischen Meereis, die eine Fläche von mehreren Tausend Quadratkilometern erreichen kann. Der Begriff leitet sich vom Wort полынья [pɐɫɨˈɲja] ab, das in der russischen Sprache eisfreie Flächen auf beliebigen ansonsten zugefrorenen Gewässern – auch Flüssen und Binnenseen – bezeichnet.
Polynjas (Plural auch: Polynyas, Polynjen, Polynien) entstehen in der Regel durch Windeinwirkung, Gezeiten oder aufsteigendes warmes Meerwasser. Sie können oft über lange Zeiträume, ggf. über Jahre hinweg bestehen bleiben und sind wegen ihrer Einflüsse auf Meeresströmungen, Meeresbiologie und Klima Gegenstand der Polarforschung. Es werden zwei Arten von Polynjas unterschieden: Küstenpolynjas und küstenferne Polynjas (Open-Ocean Polynyas).
Inhaltsverzeichnis
Küstenpolynjas
Küstenpolynjas entstehen, wenn starke, ablandige Fallwinde vom Festland her neu geformtes Eis von der Küste wegtreiben. Dadurch kommt es zu eisfreien Zonen zwischen dem Packeis und dem Festlandeis, die 50 bis 100 Kilometer breit sein können. Küstenpolynjas sind so genannte „Meereis-Fabriken“: Der Wind treibt das Meereis von der Küste weg und setzt das Wasser erneut der Atmosphäre aus, die das Wasser abkühlt, bis es gefriert. Das so entstandene Eis treibt der Wind wiederum von der Küste weg.
Küstenferne Polynjas (Open-Ocean-Polynyas)
Weit entfernt von der Küste entwickeln sich so genannte „Open-Ocean-Polynyas“. Vermutlich entstehen sie dadurch, dass wärmeres Tiefenwasser durch Erhebungen des Meeresbodens (Seamounts, auch in großen Tiefen) zur Oberfläche hin abgelenkt wird und das Eis von unten her anschmilzt. Die bekannteste küstenferne Polynja ist die Weddell-Polynja, die in drei aufeinanderfolgenden Jahren (1974–76) im Weddell-Meer auftrat und deren größte Ausdehnung etwa 1000 auf 350 Kilometer betrug. Im August 2006 entstand eine große Polynja in der Beaufortsee. Polynjas von vergleichbarer Größe und entsprechender Küstenentfernung wurden in der Arktis bislang nicht beobachtet.
Auswirkungen und Bedeutung
Polynjas haben einen beträchtlichen Anteil an der Bildung von kaltem, dichtem antarktischem Bodenwasser (AABW), das sich in alle Ozeane als unterste Wasserschicht verteilt. Durch die Abkühlung des Wassers und die ständige Bildung von Meereis – aus welchem Salz abgeschieden wird, denn es besteht aus Süßwasser – entsteht ein sehr kaltes, salzreiches und somit dichtes Wasser, das in große Tiefen absinkt.
In Polynjas ist häufig das Phänomen des „Arktischen Seerauches“ zu beobachten, der vom offenen Wasser in die viel kältere Umgebungsluft aufsteigt. Dies ist ein Zeichen dafür, dass vom Meer viel Wärme in die Atmosphäre abgegeben wird.
Zusätzlich zur Bildung von Tiefenwasser haben Polynjas große Bedeutung für die in der Antarktis bzw. Arktis vorkommenden Lebewesen. Löcher im Eis sind essenziell für Säugetiere wie Robben und Wale, die Luft zum Atmen benötigen. Außerdem können hier mikroskopisch kleine Algen (Phytoplankton) besser wachsen als unter dem Eis, da (im polaren Sommer) mehr Licht vorhanden ist. Von Phytoplankton ernähren sich kleine Krebse (Krill, Euphausia superba), die wiederum die Hauptnahrung für Wale und andere Tiere darstellen.
Theorie vom eisfreien Nordpolarmeer
Die Beobachtungen von Polynjas durch die Polarforscher Elisha Kent Kane, Isaac Israel Hayes und George De Long dürften der Grund gewesen sein, weswegen Wissenschaftler Anfang des 19. Jahrhunderts an eine eisfreie Zone rund um den Nordpol glaubten. Erst eine Expedition von George Nares (1872-76) konnte diese These eindeutig widerlegen.
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