Neue Forschungsergebnisse: Meereis kann die Stabilität des antarktischen Eisschildes beeinflussen

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Trotz des raschen Abschmelzens des Eises in vielen Teilen der Antarktis in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts haben Forscher herausgefunden, dass die schwimmenden Schelfeise, die die östliche antarktische Halbinsel umgeben, in den letzten 20 Jahren einen anhaltenden Vorschub erfahren haben.

Schelfeis – schwimmende Eisstücke, die mit dem Inlandeis verbunden sind – haben die wichtige Aufgabe, die unkontrollierte Abgabe von Inlandeis an den Ozean zu verhindern. Im späten 20. Jahrhundert führte die starke Erwärmung auf der östlichen antarktischen Halbinsel zum katastrophalen Zusammenbruch der Schelfeise Larsen A und B in den Jahren 1995 bzw. 2002. Diese Ereignisse führten zu einer Beschleunigung des Eisanstiegs in Richtung Ozean, was letztlich den Beitrag der antarktischen Halbinsel zum Anstieg des Meeresspiegels beschleunigte.

Derzeit ist noch nicht genau bekannt, wie sich das Meereis um die Antarktis als Reaktion auf den Klimawandel entwickeln und damit den Anstieg des Meeresspiegels beeinflussen wird.

Nun hat ein internationales Forscherteam der Universitäten Cambridge und Newcastle im Vereinigten Königreich sowie der Universität von Canterbury in Neuseeland eine Kombination aus historischen Satellitenmessungen sowie Ozean- und Atmosphärenaufzeichnungen verwendet, um das bisher detaillierteste Verständnis der Veränderungen der Eisverhältnisse entlang der 1 400 km langen östlichen antarktischen Halbinsel zu gewinnen.

Sie fanden heraus, dass 85 % der Schelfeisfläche in diesem Teil der Antarktis seit Anfang der 2000er Jahre vorgerückt ist, während sie sich in den beiden vorangegangenen Jahrzehnten weitgehend zurückgezogen hatte. Der Vorstoß ist auf jahrzehntelange Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation zurückzuführen, die dazu geführt haben, dass mehr Meereis vom Wind an die Küste getragen wird.

Die in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlichten Ergebnisse legen nahe, dass Meereis eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung von Schelfeis spielt, ähnlich wie Schelfeis selbst Eisschilde stabilisiert und stützt.

„Wir haben herausgefunden, dass eine Veränderung des Meereises das Kalben von Eisbergen von großen antarktischen Schelfeisflächen entweder verhindern oder in Gang setzen kann“, so Dr. Frazer Christie vom Scott Polar Research Institute (SPRI) in Cambridge, der Erstautor der Studie. „Unabhängig davon, wie sich das Meereis um die Antarktis in einem sich erwärmenden Klima verändert, unterstreichen unsere Beobachtungen die oft übersehene Bedeutung der Meereisvariabilität für die Gesundheit des antarktischen Eisschildes.“

Im Jahr 2019 waren Christie und seine Co-Autoren Teil einer vom SPRI geleiteten Expedition zur Untersuchung der Eisbedingungen im Weddellmeer vor der östlichen Antarktischen Halbinsel, einem bekanntermaßen schwer zugänglichen Teil des Südlichen Ozeans aufgrund des dicken und ganzjährig vorhandenen Meereises.

„Während der Expedition stellten wir fest, dass sich Teile der Schelfeisküste in der am weitesten fortgeschrittenen Position seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen in den frühen 1960er Jahren befanden“, sagte der leitende Wissenschaftler der Expedition und Mitautor der Studie, Professor Julian Dowdeswell, ebenfalls vom SPRI.

Im Anschluss an die Expedition nutzte das Team Satellitenbilder aus den letzten 60 Jahren sowie modernste Ozean- und Atmosphärenmodelle, um die räumlichen und zeitlichen Muster der Schelfeisveränderungen im Detail zu untersuchen.

Was also hat das Vorrücken des Schelfeises verursacht? Da es in den letzten 20 Jahren keine Erwärmung der Atmosphäre und der Ozeane gab, wurde festgestellt, dass die wichtigste Ursache eine Veränderung der regionalen Windmuster über dem Weddellmeer war, die das Meereis gegen die Schelfe drückte.

Zwischen 1985 und 2002 hingegen führten die Windverhältnisse im selben Gebiet dazu, dass sich das Meereis von der Küste entfernte. Durch den Wegfall der stützenden Wirkung des Meereises und die Exposition der Schelfeisflächen gegenüber den schädlichen Meereswellen nahm die Belastung der Schelfeisflächen zu, was schließlich zum Kalben von Eisbergen führte.

In fast allen Fällen während der gesamten Satellitenära trat das Kalben von den Schelfeisen der östlichen Antarktischen Halbinsel nur während oder kurz nach der Entfernung des Meereises in irgendeiner Form auf.

Es ist jedoch möglich, dass diese Periode des Eisvorstoßes zu Ende geht. Seit 2020 hat die Zahl der Eisberge, die von der östlichen Antarktischen Halbinsel abbrechen, deutlich zugenommen. „Es ist durchaus möglich, dass wir einen Übergang zu ähnlichen atmosphärischen Mustern wie in den 1990er Jahren erleben, die den Rückgang des Meereises und letztlich das Kalben von Schelfeis begünstigt haben“, sagt Mitautor Dr. Wolfgang Rack von der University of Canterbury.

Ermöglicht wurde die Arbeit durch die kostenlose, frei zugängliche Verfügbarkeit der historischen Satellitenaufzeichnungen durch Raumfahrtagenturen und Partner wie die NASA und das gemeinsame Copernicus-Programm der Europäischen Kommission und der Europäischen Weltraumorganisation.

Die Forschung wurde teilweise von der Flotilla Foundation, Marine Archaeology Consultants Switzerland und der Prince Albert II of Monaco Foundation unterstützt.

Datum: Mai 12, 2022
Quelle: Universität von Cambridge


Journal Reference:

  1. Frazer D. W. Christie, Toby J. Benham, Christine L. Batchelor, Wolfgang Rack, Aleksandr Montelli, Julian A. Dowdeswell. Antarctic ice-shelf advance driven by anomalous atmospheric and sea-ice circulationNature Geoscience, 2022; 15 (5): 356 DOI: 10.1038/s41561-022-00938-x