Die Erforschung des Golfstroms

Eine Entdeckung des Zufalls

Im Jahr 1500 sticht der portugiesische Seefahrer Pedro Álvares Cabral mit 13 Schiffen und 1500 Mann von Lissabon aus in See. Er soll auf der Route von Vasco da Gama Afrika umsegeln, um in Indien den Handel mit Gewürzen aufzubauen. Doch auf Höhe der Kapverdischen Inseln werden seine Schiffe von der starken Meeresströmung nach Westen abgetrieben.

Einige Wochen später entdeckt Cabral Land und nimmt es für Portugal in Besitz. Brasilien gehört fortan der portugiesischen Krone. Ohne sein Wissen hat ihn die gewaltige Strömung des Nordäquatorialstroms an den amerikanischen Kontinent getrieben.

Nur wenige Jahre später macht der spanische Seefahrer Juan Ponce de León eine ähnliche Erfahrung. Auf seiner Expedition nach Florida im Jahr 1513 fällt seinem Navigator Antón de Alaminos eine gewaltige Meeresströmung auf, die seinen Schiffen am Rand des Kontinents den Weg nach Süden erschwert.

Ponce de León gilt zwar seitdem als Entdecker des Golfstroms, doch erst sein Navigator de Alaminos nutzt sechs Jahre später als erster Seefahrer die Wirkung der Strömung systematisch aus. In der für damalige Zeiten extrem kurzen Zeit von zwei Monaten segelt er unter Ausnutzung der Strömung von Florida nach Spanien.

Die erste Karte

Fortan nutzen die Kapitäne auf ihrem Weg über den Atlantik die Wirkung der Strömungen aus, doch keiner von ihnen beschreibt sie systematisch. Jeder behält sein Wissen für sich, um den anderen keinen Vorteil zu verschaffen. Die Lage der Strömungen gilt unter den Seeleuten als eine Art Berufsgeheimnis und wird nur mündlich weitergegeben.

Erst das amerikanische Allroundgenie Benjamin Franklin bringt im 18. Jahrhundert Licht ins Dunkel. 1769 reist Franklin als Generalpostmeister der amerikanischen Kolonien nach London, um herauszufinden, warum seine Postschiffe für die Atlantiküberquerungen deutlich länger brauchen als die Handelsschiffe. Die Ursache ist schnell gefunden: der Golfstrom.

Franklin bittet seinen Vetter Timothy Folger, einen erfahrenen Walfänger, um Hilfe. Dieser hat auf See schon oft die Postschiffe beobachtet, wie sie auf ihrem Weg nach Nordamerika mitten im Strom lagen und gegen ihn ankämpften. Einen Rat, wie man den Strom umfahren kann, wollten diese jedoch von einem einfachen Walfänger nie annehmen.

Das soll sich fortan ändern. Franklin und Folger setzen ihre ganze Energie daran, den Verlauf der Strömung zu Papier zu bringen. So entsteht 1770 die erste systematische Karte der atlantischen Meeresströmungen. Und Franklin ist es auch, der der Hauptströmung den Namen Golfstrom gibt.

Eine Flaschenpost für die Wissenschaft

Franklins Karte ist ein Meilenstein in der wissenschaftlichen Erforschung des Golfstroms. Doch viele Details hält der gewaltige Strom noch immer verborgen, zum Beispiel über seine zahlreichen Nebenarme und Verzweigungen. Diesen will der leidenschaftliche Hobby-Seefahrer Fürst Albert I. von Monaco 1885 auf den Grund gehen.

In Zusammenarbeit mit dem französischen Meeresforscher George Pouchet lässt er auf einer Schiffsreise von Neufundland zu den Azoren 1675 Flaschen und Fässer ins Meer werfen. Diese Flaschen und Fässer enthalten eine Botschaft in zehn Sprachen mit der Bitte, sie doch mit dem Vermerk des Fundorts an den Absender zurückzuschicken.

227 Schwimmkörper finden in den nächsten Jahren tatsächlich ihren Weg zu Pouchet zurück. Und die Auswertung der Ergebnisse liefert einen wertvollen Einblick in den Verlauf des Golfstroms. Zum ersten Mal wird die Teilung des Stroms in den Nordatlantischen Strom und den Kanarenstrom beschrieben.

Treibsonden, Strömungsmesser und Gummienten

Das Prinzip der Flaschenpost wird auch heute noch bei der Erforschung des Golfstroms angewandt. Mittels sogenannter Driftkörper, die mit der Strömung treiben, können Dichte, Salzgehalt und Wassertemperatur des Golfstroms gemessen werden. Im Rahmen des internationalen Argo-Programms sind etwa 3000 solcher Driftkörper in allen Weltmeeren im Einsatz.

Diese Treibsonden eignen sich sogar dafür, in großen Tiefen Messungen anzustellen. Dazu sinken die mobilen, zigarrenförmigen Geräte selbstständig ab und tauchen alle zehn Tage wieder an der Wasseroberfläche auf. Die gesammelten Daten werden direkt an einen Satelliten übertragen, sodass die Wissenschaftler sie an ihren Computern sofort auswerten können.

Diese Methode der Strömungsforschung ist zwar sehr komfortabel, aber auch entsprechend teuer. Jede der Treibsonden kostet etwa 15.000 Euro und hält nur vier bis fünf Jahre.

Doch manchmal kommt den Wissenschaftlern auch der Zufall zu Hilfe. 1992 sinkt ein chinesischer Frachter mit Kinderspielzeug an Bord im Pazifik. 15 Jahre lang treiben Plastikenten, -frösche und -schildkröten über die Weltmeere.

Sie landen in Alaska, Australien, Südamerika und Indonesien. Einige von ihnen geraten dabei auch in die Fänge des Golfstroms und treiben bis zur Südküste Englands. Das Kinderspielzeug erweist den Wissenschaftlern einen fast genauso guten Dienst wie die Treibsonden, nur viel günstiger.

Neben den mobilen Forschungsmethoden kommen bei der Erforschung der Meeresströmungen auch stationäre Anlagen zum Einsatz. Diese Strömungsmesser werden entweder am Meeresboden fest verankert oder an Schiffen herabgelassen.

Die Bewegung des Wassers wird dann über elektromechanische Geräte gemessen und in Geschwindigkeit übertragen. Längerfristige Projekte können so die Veränderung der Fließgeschwindigkeit von Strömungen messen.

Hinab in die Tiefe

Der Schweizer Jacques Piccard (1922-2008) gilt als Pionier der modernen Unterwasserforschung. Mit seinen selbst konstruierten U-Booten erforscht er jahrzehntelang die Weltmeere. 1960 taucht er auf einer legendären Fahrt mit dem U-Boot "Trieste" bis auf 10.916 Meter in den Marianengraben ab.

Auch der Golfstrom hat es Piccard angetan. 1969 geht er mit dem U-Boot "Ben Franklin" auf große Fahrt durch den Golfstrom. In 200 bis 600 Metern Tauchtiefe reisen Piccard und seine Crew 30 Tage lang etwa 2400 Kilometer durch den Strom. Diese Tauchfahrt bringt wichtige Erkenntnisse über die Tiefenströmung des Golfstroms vor der amerikanischen Küste.

U-Boote werden auch heute noch zur Erforschung der Meeresströmungen eingesetzt, wenn auch aus Kostengründen in einem sehr begrenzten Umfang. In Deutschland gibt es nur das am IFM-Geomar in Kiel stationierte, bemannte Tauchboot "JAGO", das bis in 400 Metern Tiefe Forschungen anstellen kann.

In größere Tiefen können dagegen nur unbemannte U-Boote hinabtauchen. Das ebenfalls in Kiel stationierte, ferngesteuerte Tauchboot "ROV Kiel 6000" kann bis in 6000 Metern Tiefe Messungen durchführen. 95 Prozent des Meeresbodens können damit erreicht werden.

Ein unberechenbarer Strom

Trotz der Vielseitigkeit und variablen Einsetzbarkeit moderner Forschungsmethoden bleiben noch Fragen offen. Lage und Strömungsintensität können zwar heute sehr genau bestimmt werden, Zukunftsprognosen sind dagegen sehr schwierig. Zu viele Faktoren spielen dabei eine Rolle.

2005 veröffentlichen britische Forscher ein Horrorszenario, wonach der Golfstrom eines Tages ganz versiegen könnte. Sie haben angeblich herausgefunden, dass der Strom bereits 2004 wesentlich weniger Wasser transportierte als 50 Jahre zuvor.

Ihre Ergebnisse basieren jedoch nur auf Daten von fünf Schiffsexpeditionen, die zwischen 1957 und 2004 durchgeführt wurden. Zudem interpretieren sie die Ergebnisse auch noch falsch, da sie natürliche Schwankungen der Wassermengen nicht berücksichtigen.

Inzwischen ist dieses Szenario widerlegt, doch wie der Golfstrom sich in Zukunft verhalten wird, stellt die Wissenschaft weiterhin vor große Rätsel.

Eine 2021 veröffentlichte Studie vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung weist darauf hin, dass die atlantische Umwälzströmung, zu der auch der Golfstrom gehört, in den vergangenen 100 Jahren sehr wahrscheinlich an Stabilität verloren hat. Ein Zusammenbruch des Systems könnte gravierende Folgen für das globale Klima haben. Doch auch hier müssen die Forschenden noch viele weitere Untersuchungen durchführen, um zu genaueren Erkenntnissen zu kommen.

(Erstveröffentlichung: 2010. Letzte Aktualisierung: 26.04.2022)