mini|Das Norwegische und das Lofotenbecken im Europäischen Nordmeer.
Das Norwegische Becken, manchmal auch Norwegenbecken (englisch Norwegian Basin oder Norway Basin), ist eines der beiden großen Tiefseebecken im Europäischen Nordmeer (auch Norwegische See genannt). Es bildet zusammen mit dem nördlich gelegenen Lofotenbecken die tiefsten Bereiche dieses subarktischen Randmeeres und spielt eine entscheidende Rolle für die globale ozeanische Zirkulation.Bjørn Helland-Hansen, Fridtjof Nansen (1909): The Norwegian Sea. Its physical oceanography based upon the Norwegian researches 1900–1904. Report on Norwegian Fishery and Marine Investigations, Vol. II. Bergen, Norwegen, 1909.Johan Blindheim, Svein Østerhus (2005): The Nordic Seas, Main Oceanographic Features. In: Helge Drange, Trond Dokken, Tore Furevik, Rüdiger Gerdes, Wolfgang Berger (Hrsg.): The Nordic Seas: An Integrated Perspective. American Geophysical Union (AGU) Monographie. Band 158, 2005. S. 11–37. DOI:10.1029/158GM03.
Geographische Lage, Bathymetrie und Morphologie
Das Norwegische Becken erstreckt sich im südlichen Teil des Europäischen Nordmeeres zwischen der norwegischen Küste im Osten und dem Grönland-Schottland-Rücken im Südwesten; im Norden grenzt es an das Lofotenbecken.Johan Blindheim, Francisco Rey (2004): Water-mass formation and distribution in the Nordic Seas during the 1990s. In: ICES Journal of Marine Science, Band 61 (2004), Ausgabe 5, S. 846–863. DOI:10.1016/j.icesjms.2004.05.003.
Es ist das größere der beiden Tiefseebecken im Nordmeer und erreicht großflächig Wassertiefen von 3500 bis knapp 4000 Metern. Es ist damit merklich tiefer als das nördlich angrenzende Lofotenbecken, welches generell nur 3200 bis 3300 Meter Tiefe aufweist und nur einzelne Stellen besitzt, an denen es bis zu 3500 Meter hinabgeht.T. Rossby, Vladimir Ozhigin, Victor Ivshin, Sheldon Bacon (2009): An isopycnal view of the Nordic Seas hydrography with focus on properties of the Lofoten Basin. In: Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Band 56, Ausgabe 11, S. 1955–1971. DOI:10.1016/j.dsr.2009.07.005.
Die Morphologie des Meeresbodens ist außerordentlich komplex. Submarine Schwellen und Kontinentalhänge grenzen das Becken von den angrenzenden Meeresgebieten ab. Im Süden trennt der Grönland-Schottland-Rücken (Greenland-Scotland Ridge), der sich von Grönland über Island und die Färöer bis nach Schottland erstreckt, die tiefen Becken der Nordischen Meere vom offenen Nordatlantik; dieser Rücken ist durchschnittlich nur etwa 500 m tief (maximal 850 m im Färöer-Bank-Kanal), während im Osten der norwegische Kontinentalschelf und die Nordsee (im Südosten) liegt. Im Norden wird es durch die Jan-Mayen-Bruchzone (ca. 2000 m tief) und eine Schwelle zwischen dem Vøring-Plateau und Jan Mayen begrenzt, im Westen liegt der Jan-Mayen-Rücken, Teil des Mittelatlantischen Rückens.Katrin Latarius, Detlef Quadfasel (2016): Water mass transformation in the deep basins of the Nordic Seas: Analyses of heat and freshwater budgets. In: Deep-Sea Research Part I. Oceanographic Research Papers, Band 114, S. 23–42. DOI:10.1016/j.dsr.2016.04.012.
Geologische Entstehung
Die Entstehung des Norwegischen Beckens ist eng mit der Öffnung des Nordatlantiks verbunden. Vor etwa 250 Millionen Jahren begannen sich die Eurasische Platte mit Norwegen und die Nordamerikanische Platte mit Grönland auseinanderzubewegen. Das vorhandene schmale Schelfmeer zwischen beiden Landmassen begann sich zu verbreitern und zu vertiefen. Der heutige Kontinentalhang markiert in etwa die einstige Grenze zwischen den beiden Kontinenten.Laurent Gernigon, Dmitry Zastrozhnov, Sverre Planke, Ben Manton, Mohamed Mansour Abdelmalak, Odleiv Olesen, Dwarika Maharjan, Jan Inge Faleide, Reidun Myklebust (2020): A digital compilation of structural and magmatic elements of the mid-Norwegian continental margin (version 1.0). In: Norwegian Journal of Geology, Band 101, 202112. DOI:10.17850/njg101-3-2.
Der eigentliche kontinentale Aufbruch erfolgte im frühen Eozän (vor etwa 55–50 Millionen Jahren), wobei der Ægir-Rücken als aktive Spreizungszone fungierte. Im Oligozän (vor etwa 30–25 Millionen Jahren) verlagerte sich die Spreizungsaktivität zum Kolbeinseyrücken, und der Jan-Mayen-Mikrokontinent löste sich als eigenständiges Fragment ab.Anett Blischke, Bryndís Brandsdóttir, Martyn S. Stoker, Carmen Gaina, Ögmundur Erlendsson, Christian Tegner, Sæmundur A. Halldórsson, Helga M. Helgadóttir, Bjarni Gautason, Sverre Planke, Anthony A.P. Koppers, John R. Hopper (2022): Seismic Volcanostratigraphy: The Key to Resolving the Jan Mayen Microcontinent and Iceland Plateau Rift Evolution. In: Geochemistry, Geophysics, Geosystems, Band 23, Ausgabe 4, Artikel e2021GC009948. DOI:10.1029/2021GC009948. Die Küsten und Kontinentalhänge wurden während der Eiszeiten der vergangenen drei Millionen Jahre durch mächtige Gletscher geformt, die Material ins Meer trugen und den Kontinentalschelf erweiterten.
Hydrographie und Wassermassen mini|Karte des Europäischen Nordmeers mit Tiefseebecken und schematischer Darstellung der Hauptströmungen: Atlantisches Wasser (rot), Arktisches und Polares Wasser (schwarz gestrichelt) sowie Süßwasser-Randströmung (grün). Norwegisches Becken (NB); Lofotenbecken (LB); Islandsee (IS); Grönlandsee (GS) und Framstraße (FS). Die Farben geben die Wassertiefe in Metern an. - Nordatlantikstrom (NAC); Irmingersee (IS); Nordisländischer Irmingerstrom (NIIC); Ostisländischer Strom (EIC); Island-Färöer-Rücken (IFR); Färöer-Inseln (FI); Norwegischer Atlantikhangstrom (NwASC); Norwegischer Atlantikfrontstrom (NwAFC); Norwegischer Küstenstrom (NCC); Ostgrönlandstrom (EGC).
Die Hydrographie des Norwegischen Beckens ist außerordentlich komplex und wird durch das Zusammentreffen von vier großen Wassermassen geprägt, die teils atlantischen, teils arktischen Ursprungs sind.Robert R. Dickson, Jens Meincke, Peter Rhines (2008): Arctic-Subarctic Ocean Fluxes: Defining the Role of the Northern Seas in Climate. A General Introduction. In: Robert R. Dickson, Jens Meincke, Peter Rhines (Hrsg.): Arctic–Subarctic Ocean Fluxes. Defining the Role of the Northern Seas in Climate. Springer, Dordrecht. ISBN 978-1-4020-6773-0. DOI:10.1007/978-1-4020-6774-7_1. Ihre Vermischung und Transformation im Nordmeer erzeugt neue Strömungen, die von fundamentaler Bedeutung für das Klima der Arktis und das globale Klimasystem sind.
Die dominante Wassermasse ist das Nordatlantische Wasser (Atlantic Water), das als Ausläufer des Golfstroms über den Nordatlantikstrom mit Temperaturen von 7 bis 9 °C und hohem Salzgehalt (35,2–35,3 PSU) in das Nordmeer eintritt und die oberen 500 bis 700 Meter einnimmt.Kjell Arild Orvik, Peter Niiler (2002): Major pathways of Atlantic water in the northern North Atlantic and Nordic Seas toward Arctic. In: Geophysical Research Letters, Band 29, Ausgabe 19. DOI:10.1029/2002GL015002. Auf seinem Weg nach Norden kühlt es durch Wärmeabgabe an die Atmosphäre auf 1 bis 3 °C ab – dieser Wärmetransport hält das Nordmeer ganzjährig eisfrei.
Entlang der norwegischen Küste fließt das deutlich salzärmere Norwegische Küstenwasser (34,4–35,0 PSU) nordwärts, das sich aus dem Ausstrom der Ostsee, der Nordsee sowie aus norwegischen Fjorden und Flüssen speist und daher deutlich salzärmer ist; es nimmt die obersten 50 bis 100 Meter ein.Øystein Skagseth, Cecilie Broms, Kjell Gundersen, Hjálmar Hátún, Inga Kristiansen, Karin Margretha H. Larsen, Kjell Arne Mork, Hildur Petursdottir, Henrik Søiland (2022): Arctic and Atlantic Waters in the Norwegian Basin, Between Year Variability and Potential Ecosystem Implications. In: Frontiers in Marine Science, Band 9, 831739. DOI:10.3389/fmars.2022.831739. In intermediären Tiefen (300–800 m) liegt das kalte, salzarme Arktische Zwischenwasser (ca. 34,9 PSU), das über den Ostgrönlandstrom und den Jan-Mayen-Strom aus der Arktis einströmt und als Trennschicht zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser fungiert (Blindheim, 1990). Die tiefsten Schichten unterhalb von 2000 Metern füllt das Norwegische Tiefenwasser (Norwegian Sea Deep Water, NSDW) mit Temperaturen um −1 °C und einer Salinität von 34,91 PSU – eine homogene Wassermasse, die durch Winterkonvektion und Vermischung mit arktischem Tiefenwasser entsteht.
Die Transformation dieser Wassermassen erzeugt das dichte Überstrom-Wasser (Overflow Water), das über die Schwellen des Grönland-Schottland-Rückens in den tiefen Nordatlantik abfließt.Bogi Hansen, William R. Turrell, Svein Østerhus (2003): Decreasing overflow from the Nordic seas into the Atlantic Ocean through the Faroe Bank Channel since 1950. In: Nature, Band 411, S. 927–930. DOI:10.1038/35082034. Durch die Dänemarkstraße (Schwellentiefe 600 m) strömt das kalte, dichte Dänemarkstraßen-Überstrom-Wasser (DSOW) nach Süden, durch den Färöer-Bank-Kanal (850 m) das Island-Schottland-Überstromwasser (ISOW). Beim Sturz über die Schwellen vermischen sich diese Wässer turbulent mit ihrer Umgebung und bilden das Nordatlantische Tiefenwasser (NADW), das als unterer Ast der atlantischen Umwälzzirkulation (AMOC) langsam südwärts bis zur Antarktis fließt.Robert R. Dickson, Juan Brown (1994): The production of North Atlantic Deep Water: Sources, rates, and pathways. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 99 (1994), Ausgabe C6, S. 12319–12341. DOI:10.1029/94JC00530. Der Gesamtabfluss beträgt etwa 6 Sverdrup und speist sich zu etwa 18 % aus arktischem Tiefenwasser, zu 32 % aus modifiziertem Atlantikwasser, zu 20 % aus Zwischenwasser und zu 30 % aus eingemischtem Umgebungswasser.Bogi Hansen, William R. Turrell, Svein Østerhus (2003): Decreasing overflow from the Nordic seas into the Atlantic Ocean through the Faroe Bank Channel since 1950. In: Nature, Band 411, S. 927–930. DOI:10.1038/35082034.
Klimatische Bedeutung
Das Norwegische Becken spielt eine Schlüsselrolle im globalen Klimasystem. Die Bildung von Tiefenwasser in dieser Region ist ein wesentlicher Motor der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC), die große Mengen an Wärme aus den Tropen in die hohen Breiten transportiert.Monika Rhein, Dagmar Kieke, Sabine Hüttl-Kabus, Achim Roessler, Christian Mertens, Robert Meissner, Birgit Klein, Claus W. Böning, Igor Yashayaev (2011): Deep water formation, the subpolar gyre, and the meridional overturning circulation in the subpolar North Atlantic. In: Deep-Sea Research Part II, Band 58, Ausgaben 17–18, S. 1819–1832. DOI:10.1016/j.dsr2.2010.10.061. Der Wärmeverlust des einströmenden Atlantikwassers an die Atmosphäre – schätzungsweise 200 bis 300 Watt pro Quadratmeter im Winter – trägt wesentlich zur Erwärmung Nordeuropas bei. Ohne diesen Wärmetransport wären die Winter in Skandinavien und Nordwesteuropa erheblich kälter.Kjell Arne Mork, Johan Blindheim (2000): Variations in the Atlantic inflow to the Nordic Seas, 1955–1996. In: Deep-Sea Research Part I. Oceanographic Research Papers, Band 47, Ausgabe 6, S. 1035–1057. DOI:10.1016/S0967-0637(99)00091-6.
Das Nordmeer fungiert zudem als bedeutende Senke für atmosphärisches Kohlendioxid. Das kalte, salzreiche Wasser kann große Mengen CO₂ aufnehmen, das bei der Tiefenwasserbildung in die Tiefe transportiert und dort für Jahrhunderte der Atmosphäre entzogen wird.Are Olsen, Abdirahman M. Omar, Richard G.J. Bellerby, Truls Johannessen, Ulysses Ninnemann, Kelly R. Brown, K. Anders Olsson, Jon Olafsson, Gisle Nondal, Caroline Kivimäe, Solveig Kringstad, Craig Neill, Solveig Olafsdottir (2006): Magnitude and origin of the anthropogenic CO₂ increase and ¹³C Suess effect in the Nordic seas since 1981. In: Global Biogeochemical Cycles, Band 20, Ausgabe 3, GB3027. DOI:10.1029/2005GB002669. Veränderungen in der Tiefenwasserbildung könnten daher weitreichende Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf haben.
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