De Noordelijke IJszee was ooit een gigantisch zoetwatermeer. Pas nadat de landbrug tussen Groenland en Schotland ver genoeg was ondergedompeld, stroomden enorme hoeveelheden zout water uit de Atlantische Oceaan binnen. Met behulp van een klimaatmodel onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut hebben laten zien hoe dit proces verliep, waardoor we voor het eerst beter begrijpen hoe de Atlantische circulatie, zoals we die vandaag kennen is ontstaan. De resultaten van het onderzoek zijn nu gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Elk jaar, ca. 3, 300 kubieke kilometer zoet water stroomt de Noordelijke IJszee in. Dit komt overeen met tien procent van de totale hoeveelheid water die alle rivieren van de wereld per jaar naar de oceanen transporteren. In het warme en vochtige klimaat van het Eoceen (ca. 56 tot 34 miljoen jaar geleden), de instroom van zoet water was waarschijnlijk nog groter. Echter, in tegenstelling tot vandaag, tijdens die geologische periode was er geen uitwisseling van water met andere oceanen. De toestroom van zout water uit de Atlantische en Stille Oceaan, die tegenwoordig zijn weg vindt naar de Noordelijke IJszee vanuit de Stille Oceaan via de Beringstraat en vanuit de Noord-Atlantische Oceaan via de Groenlands-Schotse rug, was niet mogelijk - het gebied dat nu volledig onder water staat, lag op dat moment boven de zee.

Pas toen de landbrug tussen Groenland en Schotland verdween, ontstonden de eerste oceaanpassages, het Noordpoolgebied met de Noord-Atlantische Oceaan verbinden en wateruitwisseling mogelijk maken. Met behulp van een klimaatmodel onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) heeft nu met succes het effect van deze geologische transformatie op het klimaat gesimuleerd. In hun simulaties ze dompelden de landbrug geleidelijk onder tot een diepte van 200 meter. "In werkelijkheid, dit tektonische onderdompelingsproces duurde enkele miljoenen jaren, " zegt klimaatwetenschapper Michael Stärz, eerste auteur van de studie. "Interessant, de grootste veranderingen in de circulatiepatronen en kenmerken van de Noordelijke IJszee deden zich pas voor toen de landbrug een diepte van meer dan 50 meter onder het oppervlak had bereikt."

Deze drempeldiepte komt overeen met de diepte van de gemengde oppervlaktelaag, en bepaalt waar het relatief lichte Arctische oppervlaktewater eindigt en de onderliggende laag instromend Noord-Atlantisch water begint. "Alleen wanneer de oceaanrug onder de gemengde oppervlaktelaag ligt, kan het zwaardere zoute water van de Noord-Atlantische Oceaan met relatief weinig hinder naar het Noordpoolgebied stromen. ", legt Stärz uit. "Toen de oceaanpassage tussen Groenland en Schotland deze kritieke diepte had bereikt, de zoute Noordelijke IJszee zoals we die nu kennen is ontstaan." De vorming van oceaanpassages speelt een cruciale rol in de wereldwijde klimaatgeschiedenis, omdat het leidt tot veranderingen in het warmtetransport in de oceaan tussen de middelste en polaire breedtegraden.

De theorie dat het Arctische Bekken ooit geïsoleerd was, wordt ondersteund door de ontdekking van fossielen van zoetwateralgen in diepzeesedimenten uit het Eoceen die zijn verkregen tijdens internationale boringen nabij de Noordpool in 2004. Wat ooit een landbrug was, ligt nu ca. 500 meter onder de oceaan en bestaat bijna geheel uit vulkanisch basalt. IJsland is het enige gedeelte dat nog boven het oppervlak blijft.