Amerasisches Becken

Das Amerasische Becken (Amerasian Basin), auch als Kanadisches Becken (engl. Canadian Basin) bezeichnet, ist eines der beiden großen Tiefseebecken des Arktischen Ozeans. Das dreieckig geformte Becken erstreckt sich vom Kanadisch-arktischen Archipel bis zur Ostsibirischen See und von Alaska bis zum Lomonossow-Rücken. Durch letzteren wird es vom Eurasischen Becken getrennt; es weist eine Ozeanographie aus, die stark vom Zustrom pazifischen Wassers geprägt ist.[1]

Geographie und Bathymetrie

Das Amerasische Becken ist über die Beringstraße mit dem Pazifik und über das Eurasische Becken und die Framstraße mit dem Nordatlantik verbunden. Der Kontinentalschelf um das Amerasische Becken ist sehr breit, erreicht eine durchschnittliche Breite von bis zu 550 km. Die durchschnittliche Tiefe des Beckens beträgt 3.950 m,[2] und es bedeckt eine Fläche von 2.500.000 km².[3]

Im Gegensatz zum Eurasischen Becken, das durch einen Ausläufer des Mittelozeanischen Rückens, den Gakkelrücken, geprägt ist, ist das Amerasische Becken ein komplexes System von Becken, das durch unterseeische Plateaus und Rücken gegliedert wird.[4]

Der bedeutendste Rücken, der Alpha-Mendelejew-Rückenkomplex, unterteilt das Becken in folgende Unterbecken:

  • Das Kanada-Becken (Canada Basin, nicht zu verwechseln mit dem Kanadischen Becken) im Süden ist das flachste (~3800 m) und bei weitem größte Unterbecken.
  • Das Makarow-Becken (Makarov Basin) im Norden ist mit ~4000 m Tiefe etwas tiefer.[1]
  • Das Podvodnikov-Becken (Podvodnikov Basin), zwischen dem Lomonosov-Rücken und dem Alpha-Mendelejew-Rücken gelegen; die Wassertiefe in diesem Becken variiert zwischen 800 und 2700 m.[5]
  • Das Tschuktschen-Becken zwischen dem Tschuktschen-Plateau im Osten und dem Mendelejew-Rücken im Westen ist mit einer durchschnittlichen Tiefe von nur 77 Metern sehr flach.[6]

Das Becken wird von einer Reihe großer Schelfmeere umgeben, darunter die Tschuktschensee, Beaufortsee und Ostsibirische See im pazifischen Sektor sowie Teile der Karasee und Laptewsee im atlantischen Sektor.[1]

Geologische Entstehung

Die geologische Geschichte des Amerasischen/Kanadischen Beckens ist komplex und noch nicht vollständig geklärt. Es wird angenommen, dass es sich nicht durch klassisches Seafloor-Spreading, sondern durch einen Rotationsprozess eines großen Krustenblocks öffnete, der die heutigen arktischen Schelfe bildete. Diese Rotation, die vor etwa 130-120 Millionen Jahren in der Kreidezeit begann, führte zur Bildung der ozeanischen Kruste des Kanada-Beckens.[7] Die genaue geologische Natur des Alpha-Mendelejew-Rückenkomplexes ist nach wie vor Gegenstand der Forschung; diskutiert werden ein inaktiver Mittelozeanischer Rücken, eine ausgedehnte vulkanische Provinz (Hotspot-Spur) oder ein mikrokontinentaler Block.[4][8]

Ozeanographische Besonderheiten

Die Ozeanographie des Amerasischen Beckens wird maßgeblich durch zwei Faktoren bestimmt: den Zustrom salzarmen Pazifikwassers und die isolierte Lage hinter dem Lomonossow-Rücken.

1. Dominanz des Pazifikwassers: Durch den flachen Beringstraßenzustrom (durchschnittlich ~0,8 Sverdrup, Sv) gelangt salzarmes Wasser aus dem Nordpazifik in das Becken.[9] Dieses Wasser ist weniger dicht als das atlantische Wasser und breitet sich daher in den oberen 150–200 Metern aus. Es bildet eine dicke, kalte Halokline aus, die das Meereis und die kalte Oberflächenschicht wirksam von der darunter liegenden wärmeren Atlantikschicht isoliert. Das Pazifikwasser wird im antizyklonalen Beaufortwirbel gespeichert und zirkuliert dort über Jahre bis Jahrzehnte, bevor es hauptsächlich durch den Kanadisch-Arktischen Archipel wieder ausströmt.[1][9]

2. Transformiertes Atlantikwasser: Atlantikwasser, das über die Randströmung entlang des eurasischen Kontinentalhangs in das Amerasische Becken um den Lomonossow-Rücken herum gelangt, ist bereits stark abgekühlt und transformiert. Im Kanada-Becken zirkuliert es in einer komplexen, zyklonalen Randstromschleife um die Unterbecken. Auf seinem Weg wird es weiter abgekühlt, und seine charakteristischen \(\theta S\)-Signaturen (Temperatur-Salzgehalts-Beziehungen) werden durch Mischprozesse geglättet.[1][10]

3. Tiefenwasser: Das Tiefenwasser des Kanadischen Beckens (Canadian Basin Deep Water, CBDW) ist im Vergleich zum Tiefenwasser des Eurasischen Beckens wärmer und salzhaltiger. Dieser Unterschied beginnt bereits oberhalb der Silltiefe des Lomonossow-Rückens, was darauf hindeutet, dass dem Zwischen- und Tiefenwasser im Kanadischen Becken durch interne Mischprozesse und möglicherweise durch geothermischen Wärmefluss am Boden kontinuierlich Wärme und Salz zugeführt werden.[1][11]

Bedeutung für das Klimasystem

Das Amerasische/Kanadische Becken fungiert als ein wichtiger Süßwasserspeicher für die Arktis. Der Beaufortwirbel akkumuliert große Mengen an Süßwasser aus Flussabflüssen (v. a. dem Mackenzie River), Pazifikwasser und Netto-Niederschlag. Die plötzliche Freisetzung dieses Süßwassers in den Nordatlantik, beispielsweise durch eine Verschiebung der atmosphärischen Windmuster, könnte die dichte Schichtung im Konvektionsgebiet der Labradorsee stören und so die atlantische meridionale Umwälzzirkulation (AMOC) beeinflussen. Die starke Halokline schützt das Meereis zwar vor der Wärme des Atlantikwassers, macht das Eis aber auch anfälliger für Schmelze von der Oberfläche her.[9]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f Bert Rudels (2009): Arctic Ocean Circulation. In: Encyclopedia of Ocean Sciences (Second Edition), Elsevier. Bd. 1, S. 211–225.
  2. ↑ F. S. Sechrist, R. W. Fett, D. C. Perryman (1989): Forecasters handbook for the Arctic (No. NEPRF-TR-89-12). Hrsg. von: Naval Environmental Prediction Research facility, Monterey CA., USA, 1989. PDF (archiviert).
  3. ↑ A. Døssing, H. R. Jackson, J. Matzka, I. Einarsson, T. M. Rasmussen, A. V. Olesen, J. M. Brozena (2013): On the origin of the Amerasia Basin and the High Arctic Large Igneous Province—Results of new aeromagnetic data. In: Earth and Planetary Science Letters, Band 363 (2013), S. 219–230. DOI:10.1016/j.epsl.2012.12.013.
  4. ↑ a b Martin Jakobsson, Ron Macnab, Larry Mayer, Robert Anderson, Margo Edwards, Jörn Hatzky, Hans Werner Schenke, Paul Johnson (2008): An improved bathymetric portrayal of the Arctic Ocean: Implications for ocean modeling and geological, geophysical and oceanographic analyses. In: Geophysical Research Letters, Band 35, L07602. DOI:10.1029/2008GL033520.
  5. ↑ Oleg E. Smirnov, Victor V. Butsenko, Yury G. Firsov, Vladimir Yu. Glebovsky, Evgeny A. Gusev, Valery D. Kaminsky, Gennady S. Kazanin, Alexey L. Piskarev, and Victor A. Poselov (2019): Podvodnikov Basin. In: Alexey L. Piskarev, Victor Poselov, Valery Kaminsky (Hrsg.): Geologic Structures of the Arctic Basin, S. 269–281. Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-77741-2.
  6. ↑ Victor V. Butsenko, Yury G. Firsov, Sergey P. Kashubin, Alexey L. Piskarev, Sergey M. Zholondz (2019): Chukchi Plateau and Chukchi Basin. In: Alexey L. Piskarev, Victor Poselov, Valery Kaminsky (Hrsg.): Geologic Structures of the Arctic Basin, S. 269–281. Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-77741-2.
  7. ↑ L. A. Lawver, C. R. Scotese (1986): A review of tectonic models for the evolution of the Canada Basin. In The Arctic Ocean Region. Geological Society of America. online (PDF).
  8. ↑ Dayton Dove, Bernard Coakley, John Hopper, Yngve Kristoffersen, HLY0503 Geophysics Team (2010): Bathymetry, controlled source seismic and gravity observations of the Mendeleev ridge; implications for ridge structure, origin, and regional tectonics. In: Geophysical Journal International, Band 183, Ausgabe 2, S. 81–502. DOI:10.1111/j.1365-246X.2010.04746.x.
  9. ↑ a b c Rebecca A. Woodgate, Knut Aagaard (2005): Revising the Bering Strait freshwater flux into the Arctic Ocean. In: Geophysical Research Letters, Band 32 (2005), Ausgabe 2. DOI:10.1029/2004GL021747.
  10. ↑ Mary-Louise Timmermans, Chris Garrett, Eddy Carmack (2003): The thermohaline structure and evolution of the deep water in the Canada Basin, Arctic Ocean. In: Deep-Sea Research I, Band 50, Ausgaben 10–11, S. 1305–1321. DOI:10.1016/S0967-0637(03)00125-0.
  11. ↑ E. Peter Jones, Bert Rudels, Leif G. Anderson (1995): Deep waters of the Arctic Ocean: origins and circulation. In: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Band 42 (1995), Ausgabe 5, S. 737–760. DOI:10.1016/0967-0637(95)00013-V.
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