Lösungsblatt · Für die Lehrkraft

Thermohaline Zirkulation

System Meer · Klasse 9/10 (BP 2016, 3.3.4.1)

Lernziel

Das globale Förderband der Ozeanströmungen und seine Antriebe erklären.

Für die Lehrkraft

Zeitbedarf mit Werkzeug: etwa 30 Minuten

Arbeitsauftrag am Werkzeug

Folge im Werkzeug dem Wassertropfen durch die fünf Stationen (Karte und Schnitt). Vergleiche danach die Szenarien „Heute“, „Erwärmung“ und „Schmelzwasser“ und trage die Dichtewerte in die Tabelle ein.

Lösungen und Erklärungen

1
Beschreibe den Weg des Wassertropfens: Wo strömt er an der Oberfläche, wo sinkt er ab, in welcher Tiefe fließt er zurück, wo steigt er wieder auf?AFB I · Ein Merkmal kennen
Erwartungshorizont: Warm an der Oberfläche über den Atlantik nach Norden, Absinken in der Labrador-/Grönlandsee, kalte Tiefenströmung in 3–4 km nach Süden, Aufstieg im Indischen/Pazifischen Ozean.
2
Vergleiche die drei Szenarien: Welche Dichte hat das Oberflächenwasser jeweils, und sinkt es ab? Nutze die Tabelle.AFB II · Mehrere Schritte verbinden
Erwartungshorizont: Heute 1028,0 kg/m³ → sinkt kräftig; Erwärmung 1027,4 → sinkt schwach; Schmelzwasser 1027,2 → sinkt nicht (Tiefenwasser 1027,5).
3
Erkläre warum das Wasser im Nordatlantik absinkt. Verwende „Dichte“, „Temperatur“, „Salzgehalt“ und „Tiefenwasser“.AFB II · Zusammenhänge begründen
Erwartungshorizont: Abkühlung und Salzanreicherung (Verdunstung, Eisbildung) erhöhen die Dichte; ist das Oberflächenwasser dichter als das Tiefenwasser, sinkt es und zieht das Förderband an.
4
Beurteile was passieren könnte, wenn viel Schmelzwasser aus Grönland in den Nordatlantik fließt. Welche Folgen wären für Europa denkbar?AFB III · Zusammenhänge begründen
Erwartungshorizont: Süßwasser senkt Dichte, Absinken schwächt sich ab, Förderband verlangsamt; weniger Wärmetransport → kühleres Nordwesteuropa, verändertes Wetter.

Trage ein: Dichte-Experiment

Tabelle: Werte aus dem Werkzeug; Vollständigkeit und Einheiten zählen, nicht die letzte Stelle.

Spalten der Tabelle auf dem Arbeitsblatt: Szenario · Temperatur, Salzgehalt · Dichte Oberfläche (kg/m³) · Sinkt ab? (kräftig / schwach / nicht)

Heute · Erwärmung · Schmelzwasser · Eigene Einstellung

Schnellcheck: Lösungen

1. Was treibt die thermohaline Zirkulation an?
A) Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt des Meerwassers
Kaltes und salzreiches Wasser ist dichter und sinkt ab. Dieser Dichteunterschied ist der Motor der thermohalinen Zirkulation.
2. Öffne die Karte und klicke auf den blauen Punkt im Nordatlantik. Wo sinkt das dichte Wasser ab?
A) In der Labrador- und Grönlandsee
In der Labrador- und Grönlandsee ist das Oberflächenwasser kalt und salzreich, also sehr dicht. Dort sinkt es bis in die Tiefsee ab und bildet das Nordatlantische Tiefenwasser (NADW).
3. Wechsle zum Schnitt. In welcher Tiefe fließt das kalte Tiefenwasser nach Süden zurück?
A) In etwa 3 bis 4 km Tiefe, nahe dem Meeresboden
Das Nordatlantische Tiefenwasser fließt in 3 bis 4 km Tiefe nach Süden. Warmes Wasser oben, kaltes Wasser unten: Der Kreislauf ist übereinander gestapelt.
4. Wähle im Werkzeug erst das Szenario „Heute“, dann „Schmelzwasser“. Was ändert sich an Dichte und Absinken?
A) Der Salzgehalt sinkt, das Oberflächenwasser wird leichter als das Tiefenwasser und sinkt nicht mehr ab
Schmelzwasser ist Süßwasser. Es verdünnt das Meerwasser, der Salzgehalt fällt von 35 auf 34 PSU und die Dichte liegt jetzt unter der des Tiefenwassers. Leichteres Wasser bleibt oben: Das Absinken hört auf.
5. Stelle Temperatur und Salzgehalt so ein, dass das Wasser „nicht sinkt“. Welche zwei Änderungen führen beide dorthin?
A) Wärmer und salzärmer
Wärme dehnt das Wasser aus, Süßwasser nimmt ihm Salz. Beides senkt die Dichte. Im Modell reicht schon ein Grad mehr oder ein halbes PSU weniger, damit das Absinken deutlich schwächer wird.
6. Warum hängt das milde Klima Westeuropas mit dem Absinken vor Grönland zusammen?
A) Das absinkende Wasser zieht warmes Oberflächenwasser nach, das auf dem Weg nach Norden Wärme an die Luft abgibt
Das Absinken wirkt wie ein Sog: Es zieht den Golfstrom und den Nordatlantikstrom nach Norden. Auf dem Weg gibt das warme Wasser Wärme an die Luft ab, die Westwinde tragen sie nach Europa. Ohne Absinken würde weniger warmes Wasser nachströmen.
7. Im Modell verstärkt kaltes Wasser das Absinken. Warum kann eine globale Erwärmung das Förderband trotzdem schwächen?
A) Wärmeres Oberflächenwasser und Schmelzwasser aus Grönland senken beide die Dichte, das Wasser sinkt nicht mehr ab
Erwärmung greift zweimal an: Sie macht das Oberflächenwasser wärmer und leichter, und sie lässt Grönlands Eis schmelzen, dessen Süßwasser den Salzgehalt senkt. Beides senkt die Dichte unter die des Tiefenwassers, das Absinken und damit der Sog des Förderbands lassen nach.

Zu den Reflexionsfragen

Offene Antworten. Für die SOLO-Einordnung: Ein Merkmal nennen entspricht unistrukturell, mehrere Merkmale verbinden multistrukturell, einen Zusammenhang begründen relational.

Zur Vermutung: Vor Grönland fließt viel Schmelzwasser ins Meer. Was passiert deiner Vermutung nach mit dem Absinken des Wassers dort? Schmelzwasser ist Süßwasser. Es verdünnt das Salz im Oberflächenwasser, das Wasser wird leichter als das Tiefenwasser darunter und bleibt oben. Im Werkzeug zeigt das Szenario „Schmelzwasser“ genau das: Die Dichte fällt unter 1027,5 kg/m³, der Absinkpfeil im Schnitt wird kurz.
Zur Erklärfrage: Erkläre in eigenen Worten, warum das Förderband „thermohalin“ heißt. Verwende dabei die beiden Regler des Werkzeugs.
Zur Transferfrage: Der Golfstrom wird vom Absinken vor Grönland mit angezogen. Was könnte für Westeuropa folgen, wenn das Absinken schwächer wird?

Differenzierung und Hinweise

Hilfe

Tipp zu Aufgabe 3: Das Oberflächenwasser sinkt nur, wenn es schwerer ist als das Wasser darunter. Im Werkzeug stehen beide Dichten direkt untereinander.

Zusatzaufgabe

Der Golfstrom ist Teil des Förderbands. Erkläre mit dem Werkzeug „Golfstrom-Visualisierung“, wie beide zusammenhängen.

Das Modell ist schematisch (Broecker 1991), die Dichteformel linear vereinfacht; die Werte stimmen in Größenordnung und Richtung. Aufgabe 4 leitet zur AMOC-Debatte über, für Klasse 9/10 als Diskussion geeignet.

Geographie interaktiv, Version 2026-09-04