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Schmelzende Polkappen Dünnes Eis in Arktis und Antarktis

Nord- und Südpol leiden unter dem Klimawandel: Das "Ewige Eis" schmilzt. In der Antarktis schrumpft es derzeit sechs Mal so schnell wie in den 1980er-Jahren. Auch in der Arktis wird es immer wärmer.

Stand: 16.01.2019

Die Polarregionen bekommen die Gegenwart der Menschheit zu spüren: Der Klimawandel lässt das Eis schwinden, in Antarktis wie Arktis. Die kalten Regionen sind sogar besonders betroffen.

"Die Arktis erwärmt sich noch viel schneller als der Rest der Welt. Sie ist sozusagen das Epizentrum der globalen Erwärmung, mit Erwärmungsraten, die mindestens beim Doppelten des globalen Erwärmungswerts liegen."

Markus Rex, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung

Dramatische Eisschmelze in der Antarktis

Die Erderwärmung trifft auch die Polarregion am Südpol. Dort schmilzt das Eis derzeit sechs Mal so schnell wie in den 1980er-Jahren: Seit 2009 hat die Antarktis jährlich fast 252 Milliarden Tonnen Eis verloren. Zwischen 1979 und 1990 waren es noch 40 Milliarden Tonnen pro Jahr gewesen. Zu diesen Ergebnissen kommt eine Studie, die am 14. Januar 2019 in der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) veröffentlicht wurde. Forscher um Eric Rignot von der University of California hatten mithilfe von Luftaufnahmen, Satellitenmessungen und Computermodellen erfasst, wie schnell das Eis seit 1979 an 176 Stellen in der Antarktis geschmolzen war.

Eine ungewöhnliche Eisformation nahe der Rothera-Forschungsstation, Adelaide-Insel, Antarktis.

Die ermittelte Menge des geschmolzenen Eises ist sogar 15 Prozent höher als diejenige aus einer Studie vom 13. Juni 2018 aus dem Fachmagazin Nature. Laut der Forscher um Erstautor Andrew Shepherd von der University of Leeds ging in der Antarktis zwischen 2012 und 2017 im Mittel dreimal so viel Eis verloren wie in den Jahren von 1992 bis 2012: Waren es anfangs 76 Milliarden Tonnen jährlich, sind es in der Folge 219 Milliarden Tonnen jährlich.

Big Data vom Südpol

Um den Eisverlust zu berechnen, arbeiteten 84 Wissenschaftler von 44 internationalen Organisationen zusammen und tauschten ihre Daten aus. Dabei handelt es sich um 24 satellitengestützte Eismasseschätzungen. Gemessen wurde der Zuwachs durch Schnee, der Verlust durch Schmelzen, das Kalben der Gletscher und der Abfluss des Eises. Ermittelt wurden die Werte mit verschiedenen Messmethoden.

Westantarktis - Ostantarktis

Die Datenlage - und damit die Prognose - unterschied sich in der Antarktis stark nach Region. In der Westantarktis gingen große Mengen Eismasse verloren. Von 1992 bis 2012 seien es jährlich durchschnittlich 53 Milliarden Tonnen gewesen, von 2012 bis 2017 habe sich die Zahl auf 159 Milliarden Tonnen verdreifacht. In der Ostantarktis, die rund zehn Mal so viel Eis beherbergt, sei die Lage dagegen nicht so eindeutig. Es gibt "statistische Unsicherheiten", sagte Veit Helm vom Alfred-Wegener-Institut (AWI), der Mitautor der Nature-Studie ist. Die gemessenen Höhenänderungen seien so gering, dass auch kleine Messfehler große Auswirkungen haben könnten. Zudem schwankten die Schneemengen jährlich so stark, dass es noch nicht als gesichert gilt, dass die Eismasse der Ostantarktis schrumpft. Eric Rignot und seine Kollegen kamen Anfang 2019 in PNAS jedoch zu einem anderen Ergebnis, nämlich dass die Ostantarktis jährlich 51 Milliarden Tonnen Eis verliert.

Wenn das Eis aus der Antarktis verschwindet

Beide Studien kommen aber zu dem Fazit, das schon Andrew Shepherd gezogen hatte: In den vergangenen zehn Jahren hat sich der Masseverlust in der Antarktis beschleunigt. Die Antarktis trage gegenwärtig zu einem höheren Anstieg des Meeresspiegels bei als je zuvor in den letzten 25 Jahren. Stellt sich die Frage: Was wäre eigentlich, wenn das ganze Eis in der Antarktis verschwindet? Laut Andrew Shepherd hätte das einen Anstieg des globalen Meeresspiegels um 58 Meter zur Folge.

Kommende zehn Jahre entscheidend

Die zehn Jahre ab 2019 entscheiden, welcher Weg eingeschlagen wird. Werden strenge Klima- und Umweltschutzregeln angestoßen und eingehalten, könnte das Ökosystem weitgehend ungeschoren davon kommen. Wenn nicht, drohen starke Veränderungen. Im günstigsten Fall würde die Lufttemperatur in der Antarktis bis 2070 um 0,9 Grad steigen und die Antarktis zu einem Anstieg des Meeresspiegels weltweit um sechs Zentimeter beitragen. Im schlechtesten Fall - also so, wie es bisher läuft - wären es drei Grad und 27 Zentimeter. Zu diesen Berechnungen kommt ein Team um Martin Siegert, Imperial College London, und Stephen Rintoul, Centre for Southern Hemisphere Oceans Research im australischen Hobart, in einer Studie zur Zukunft der Antarktis, ebenfalls vom Juni 2018.

"Einige der Veränderungen, mit denen die Antarktis konfrontiert ist, sind bereits irreversibel, wie der Verlust einiger Schelfeisgebiete. Aber es gibt vieles, was wir verhindern oder rückgängig machen können."

Martin Siegert, Imperial College London

Laue Polarnacht in Grönland, Schmelze in der Antarktis

Zwei Rekorde gab es bereits im Februar 2018 aus den Polarregionen dieser Erde zu vermelden. Als weite Teile Europas in eisiger Polarluft bibberten, wärmten im Gegenzug milde Winde aus dem Süden die Arktis. Dem Norden Grönlands bescherten sie mitten in der Polarnacht Temperaturen von plus sechs Grad Celsius.

Gleichzeitig maßen Forscher des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) am Südpol die zweitniedrigste Meereisausdehnung seit Beginn der Satellitenauswertung: Insgesamt waren es nur 2,52 Millionen Quadratkilometer Eisfläche. Noch weniger Eis gab es im antarktischen Sommer nur 2017. In diesen Monaten hat in der Antarktis das Eis typischerweise seine kleinste Ausdehnung.

Klimawandel sorgt für Frühling am Nordpol

Die am Nordpol sommerlich erscheinenden Werte bei gleichzeitig sibirischer Kälte in Mitteleuropa sind laut dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) Wettermuster, die mit dem Klimawandel verknüpft sind. Warme Luft bremst das Gefrieren von Wasser im Nordpolarmeer. Bildet sich weniger Eis, bleibt die Eisdecke im Winter kleiner als in anderen Jahren und der Ozean erwärmt sich schneller.

Klarer Trend trotz Schwankungen

Die Eisfläche in der Arktis schrumpft kontinuierlich.

Im Februar 2018 registrierten AWI-Forscher dann auch tatsächlich mit knapp 14 Millionen Quadratkilometern den niedrigsten Durchschnittswert für die Eisfläche im hohen Norden seit Beginn der Satellitenmessungen im Jahr 1978. „Allerdings nimmt die Eisbedeckung im Februar keineswegs von Jahr zu Jahr gleichmäßig ab, sondern schwankt erheblich“, erklärt der Meereisphysiker Marcel Nicolaus vom Alfred-Wegener-Institut. Über längere Zeiträume ergibt sich jedoch ein klarer Trend: Die Eisdecke auf dem Nordpolarmeer schrumpft im Monat Februar um durchschnittlich 2,75 Prozent pro Dekade.

"Hinter dieser langfristigen Abnahme steckt eindeutig der Klimawandel."

Meereisphysiker Marcel Nicolaus, Alfred-Wegener-Institut.

Einfluss auf Windsystem Polarjet

Steigen die Temperaturen und verkleinern sich die Eisflächen auf dem Nordpolarmeer, verändern die geringen Unterschiede im Luftdruck zwischen verschiedenen Gebieten den sogenannten Polarjet. Mit diesem Begriff bezeichnen Meteorologen einen Gürtel starker Winde, die mit Geschwindigkeiten von einigen Hundert Kilometern in der Stunde hoch oben in der Atmosphäre von West nach Ost um den Globus brausen.

Allerdings bildet der Polarjet keinen perfekten Kreis, sondern kann riesige Schleifen bilden, besonders wenn sich der Temperaturunterschied zwischen dem Norden und dem Süden verringert. Vergrößern sich mit dem Klimawandel also die Schwingungen des Polarjets, dringt mancherorts Warmluft viel weiter als in normalen Zeiten nach Norden und andernorts Kaltluft viel weiter nach Süden.

Wärme in Grönland, Kälte in Europa

Tümpel aus Schmelzwasser in der Arktis

Genau diese Entwicklung können Klimaforscher bereits beobachten: Die Warmlufteinbrüche in die Arktis kommen nicht nur häufiger, sondern werden auch stärker und dringen weiter nach Norden. Im Februar 2018 schwenkte der Polarwirbel über Grönland besonders weit nach Norden, über Europa reichte er dagegen weit nach Süden. Dazwischen eingeklemmt: ein Hochdruckgebiet über Skandinavien und ein Tief über Grönland. An deren Flanken flutete eiskalte Polarluft weit in den Süden Europas, während über Grönland warme Luft weit nach Norden floss, die dort die Bildung einer Eisdecke auf dem Nordpolarmeer bremste.

Weiche Gletscher-Rutschbahn

Gletscherspalte in Grönland

Hat die Gletscherschmelze erst einmal begonnen, beschleunigt sie sich selbst - durch das entstehende Schmelzwasser. Es bildet Seen und Flüsse auf den Gletschern, die sich immer weiter ins Eis fressen. Sickert das Wasser durch Eisspalten in die Gletscherbasis, saugt sich der Boden unter dem Gletscher voll und wird instabil. Denn Grönlands Gletscher ruhen nicht auf felsigem, festen Untergrund, sondern auf porösem Sediment. Der Effekt: Der Gletscher rutscht schneller und beschleunigt damit den Eisabbau rapide. Das zeigten Wissenschaftler der University of Cambridge im Herbst 2014 in Simulationen.

"Das grönländische Eisschild ist nicht annähernd so stabil wie wir denken."

Poul Christoffersen, University of Cambridge

Das Eis verabschiedet sich massenweise

Die Polkappen büßen nicht nur an Eisfläche ein, auch die Dicke der Eisschilde nimmt ab. Das zeigte eine Untersuchung der Eisdicke mit Satellitendaten aus den Jahren von 1992 bis 2011, an der Forscher der beiden Münchner Universitäten beteiligt waren. In den beiden Jahrzehnten haben die Eisschilde in der Antarktis und Grönland etwa 4.000 Milliarden Tonnen an Masse verloren. Deren Schmelzwasser hat den Meeresspiegel um rund elf Millimeter steigen lassen, was etwa einem Fünftel des Gesamtanstiegs entspricht.

Permafrostboden taut auf und bringt weitere Probleme

Laut Alfred-Wegener-Institut (AWI) gilt ein Sechstel der gesamten Erdoberfläche als Permafrostgebiet. Seit Tausenden von Jahren ist der Boden dort gefroren. Manche Permafrostschichten sind mehrere hundert Meter dick. Doch nicht nur Meereis und Gletscher schmelzen, auch der Permafrostboden taut auf. Im Boden sind allerdings große Mengen abgestorbener Pflanzen konserviert. Beim Auftauen wird das organische Material zersetzt und große Mengen an Methan werden frei. Das Treibhausgas wirkt sich 25-mal stärker auf den Treibhauseffekt aus als Kohlendioxid. So löst der Klimawandel einen zusätzlichen Rückkopplungseffekt aus, der die Erderwärmung weiter beschleunigt.

Permafrostböden erwärmten sich im Schnitt um 0,3 Grad

Dass sich die Permafrostböden weltweit erwärmen, bestätigte ein internationales Wissenschaftler-Team im Januar 2019 im Fachmagazin "Nature Communications". An der großangelegten Langfriststudie nahmen insgesamt mehr als 50 Forschergruppen aus 26 Ländern teil. Auch Experten des Alfred-Wegener-Institus (AWI) waren daran beteiligt. Die Forscher hatten insgesamt 154 Löcher in Permafrostzonen weltweit gebohrt und Messgeräte eingesetzt. Damit hielten sie die Temperaturentwicklung über einen Zeitraum von zehn Jahren fest. Ihr Ergebnis: Zwischen 2007 und 2016 ist die Temperatur des gefrorenen Untergrundes in mehr als zehn Metern Tiefe im Durchschnitt um 0,3 Grad Celsius gestiegen. Besonders stark erwärmte sich der dauerhaft gefrorene Boden im russischen Sibirien - um fast ein Grad Celsius. Auch für andere arktische Gebiete, für die Antarktis sowie für die Hochgebirge in Asien und Europa verzeichneten sie teilweise deutliche Anstiege. Die Temperatur der dauerhaft gefrorenen Böden in den Alpen stieg im Mittel um 0,19 Grad Celius.

"All diese Daten zeigen uns, dass sich der Permafrost nicht nur lokal und regional erwärmt, sondern weltweit und nahezu im Takt mit der Klimaerwärmung."

Guido Grosse, AWI-Permafrostexperte

Schmelzender Permafrostboden in der Antarktis


  • Das Ende vom ewigen Eis. nano, 19.06. um 17:45 Uhr, ARD-alpha
  • Klimaforscher auf Spitzbergen. Gut zu wissen, 01.12.2018 um 19:00 Uhr, BR Fernsehen
  • Markus Rex vom Alfred-Wegener-Institut über die Eisschmelze in der Arktis. radioWelt, 26.10.2018 um 06:05 Uhr, Bayern 2
  • Der Nordpol schmilzt. SMS - Schwanke meets Science, 19.10.2018 um 19:15 Uhr, ARD-alpha
  • Hungernde Eisbären - Zu wenig Nahrung wegen schmelzendem Polareis. IQ - Wissenschaft und Forschung, 02.02.2018 um 18:05 Uhr, Bayern 2
  • Expedition in die Arktis - dem Klimawandel auf der Spur: Planet Wissen, 10. August 2018 um 11 Uhr, ARD-alpha.
  • Warum die Eisschmelze in der Antarktis so dramatisch ist: IQ - Wissenschaft und Forschung, 15. Juni 2018 um 18.05 Uhr, Bayern 2
  • Klimawandel live: Riesiger Eisberg in Antarktis abgebrochen: Rundschau, 12. Juli 2017 um 18.30 Uhr, BR Fernsehen
  • Eisbär ohne Eis - Klima wandelt Lebensräume: Faszination Wissen, 20. Januar 2014 um 22 Uhr, BR Fernsehen
  • Wenn das Eis in der Arktis schmilzt: IQ - Wissenschaft und Forschung, 25. September 2012 um 18.05 Uhr, Bayern 2

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