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Antarktis: Eisverlust am größten Schelfeis

Ross-Eisschelf
Front des Ross-Schelfeises. (Bild: Poul Christoffersen)

Die Antarktis ist von großen Schelfeisflächen umgeben, die den Strom der Gletscher ins Meer abbremsen. Die mit Abstand größte dieser Eisflächen, das Ross-Schelfeis, galt bisher als weitgehend stabil. Doch nun enthüllen neue Messungen, dass dieses Schelfeis weit mehr Eis verliert als bisher gedacht. In einer Zone nahe der Eisfront liegen die Abtauraten um mehr als das 20-Fache höher als im Rest des Ross-Schelfeises, wie die Forscher berichten. Ursache dieser Schmelze ist jedoch nicht warmes Tiefenwasser wie an einigen anderen Schelfeisen, sondern von der Sonne erwärmtes Oberflächenwasser, das unter das Eis strömt.

Wie ein eisiger Riegel liegen die ausgedehnten Schelfeise in den Buchten der Antarktis. Diese oft mehr als 100 Meter dicken schwimmenden Eisflächen tauen selbst im Sommer nicht auf und bilden so eine wichtige Bremse für die ins Meer strömenden Gletscher. „Frühere Studien haben gezeigt, dass der Kollaps von Schelfeisen den Eisstrom einmündender Gletscher um den Faktor zwei bis drei beschleunigen kann“, erklärt Poul Christoffersen von der University of Cambridge. Das mit gut 500.000 Quadratkilometern Fläche größte Schelfeis der Erde, das Ross-Schelfeis, stabilisiert einige der größten Gletscher der Antarktis. Bisher jedoch galt dieses Schelfeis als noch relativ stabil, weil es anders als die Eisflächen beispielsweise in der Amundsensee nicht von warmem Tiefenwasser unterspült wird.

Überraschend hoher Eisverlust

Doch jetzt zeigen neue Messungen, dass das größte Schelfeis der Erde mehr Eis verliert als bisher angenommen. Für ihre Studie hatten Christoffersen, Erstautor Craig Stewart vom National Institute of Water and Atmospheric Research in Neuseeland und ihre Kollegen den Nordwesten des Ross-Schelfeises mit Radarschlitten vermessen. Zusätzlich haben sie den Eiszustand vier Jahre lang mit unter dem Eis am Meeresgrund befestigten Temperatursensoren und Radarinstrumenten überwacht. Dabei zeigte sich: An der nordwestlichen Eisfront schmilzt das Ross-Schelfeis wesentlich schneller als es die Satellitenmessungen bisher nahelegten. „Unsere Beobachtungen zeigen ein intensives Abschmelzen der Eisunterseite nahe der Eisfront. Die mittleren Abtauraten liegen dort bei 2,4 bis 7,7 Meter pro Jahr“, berichten die Forscher. Satellitenaufnahmen hatten dagegen mittlere Abtautraten von nur 0,07 bis 0,11 Meter pro Jahr für das gesamte Schelfeis ergeben.

„Insgesamt gehen in einem nur 7782 Quadratklometer großen Gebiet 9,5 Gigatonnen Eis pro Jahr verloren“, berichten Stewart und seine Kollegen. „Das repräsentiert 20 Prozent des gesamten basalen Eisverlusts des Ross-Schelfeises, entspricht aber nur 1,3 Prozent seiner Fläche.“ Besondere Sorgen bereitet den Forschern, dass die Zone verstärkten Abtauens nahe der Ross-Insel besonders weit ins Schelfeis hineinzieht. Denn diese Insel und das umgebende Eisgebiet gelten als wichtiger Anker für das gesamte Schelfeis, wie sie erklären. Wenn diese Ankerregion des Ross-Schelfeises abtaut, könnte dies den Eisstrom im gesamten Schelfeis und seinen einmündenden Gletschern beeinflussen.

Offenes Meeresgebiet heizt Wasser auf

Stellt sich die Frage, warum der Nordwesten des Ross-Schelfeises so überraschend stark schmilzt. Wie die Forscher feststellten, registrierten die subglazialen Sensoren vor allem im antarktischen Spätsommer eine auffällige Erhöhung der Wassertemperatur an und unter der Eisfront. Zudem zeigten sie einen Einstrom von Wasser unter das Schelfeis im Sommer und einen Ausstrom im Winter. Als Quelle dieses sommerlichen Warmwasserstroms erwies sich die von der Sonne angewärmte Meeresoberfläche direkt vor dem Ross-Schelfeis. Denn dort liegt eine Polynia, ein eisfreies Meeresgebiet, das entsteht, wenn ablandige Winde das Meereis von der Küste wegtreiben. Diese dunklen offenen Wasserflächen absorbieren verstärkt die Sonnenwärme und heizen sich dadurch auf. Dieses warme Wasser unterspült dann Teile der Schelfeisfront und beschleunigt so dessen Abtauen.

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„Wir schlussfolgern, dass die erhöhten Abtauraten im nordwestlichen Ross-Schelfeis mit der Rossmeer-Polynia verknüpft sind“, sagen die Forscher. „Das sonnenerwärmte Oberflächenwasser spielt demnach für die Schelfeise eine größere Rolle als bisher angenommen.“ Diese Erkenntnis habe auch im Zuge des Klimawandels eine große Bedeutung. „Den Prognosen zufolge soll die Meereis-Konzentrationen im Rossmeer bis zum Jahr 2050 um 56 Prozent abnehmen und auch die eisfreie Periode für diesen Meeresbereich wird sich verlängern“, erklären die Wissenschaftler. „Angesichts dessen ist es wahrscheinlich, dass sich der basale Eisverlust in dieser Region ebenfalls rapide beschleunigen wird.“

Quelle: Craig Stewart (National Institute of Water and Atmospheric Research, Welington) et al., Nature Geoscience, doi: 10.1038/s41561-019-0356-0

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