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GLETSCHERSCHMELZE IN GRÖNLAND, DER ANTARKTIS UND AM HINDUKUSCH

Gerade erst kündigte ein internationales Team an Wissenschaftlern, darunter das Deutsche Luft- und Raumfahrt Institut (DLR), eine dramatische Entwicklung am Thwaites-Gletscher in der Westantarktis an, da kommt kaum eine Woche später die nächste Veröffentlichung, diesmal vom Alfred Wegener Institut (AWI) durch Dr. Martin Rückamp und Co-Autoren: Am Petermann-Gletscher im Nordwesten Grönlands wird in nicht mehr allzu langer Zeit ein riesiger Eisberg abbrechen. Und auch vom Hindukusch gab es letzte Woche Alarm durch das Internationale Zentrum für Integrierte Gebirgsentwicklung (ICIMOD): Mindestens ein Drittel der Gletscher von Hindukusch und Himalaja werden bis zum Ende dieses Jahrhunderts verschwunden sein. Ein weiteres Forscherteam unter deutscher Leitung ist gerade auf Expedition zum 2017 abgebrochenen Eisberg A68 am Larson Schelfeis C in der östlichen Antarktis-Halbinsel unterwegs.

Während bei der Expedition das einzigartige und bisher verborgene Meeresökosystem erkundet wird, geben die aktuellen Forschungsergebnisse ziemlich zu denken. Denn oft wird der Rückgang der Gletscher als Indikator für die Klimaerwärmung gesehen. Er ist diesbezüglich in etwa vergleichbar wie Pulsschlag und Blutdruck für den Gesundheitszustandes eines Menschen.

Doch sollte man hier nicht vorschnell – ohne wissenschaftlich fundierte Untersuchung – einen direkt kausalen Zusammenhang zum Klimawandel herstellen. Deshalb fassen Rückamp und seine Co-Autoren, sie hatten beispielsweise keine Ursachenforschung in puncto Klimawandel betrieben, die Situation etwas vorsichtiger wie folgt zusammen: „Die Gletscher reagieren direkt auf Temperaturänderungen – ein Handeln, das die globale Erwärmung begrenzt, wirkt sich direkt auf Gletscher aus.“ Rückamp setzt zudem hinterher: „Ziele auf dem Papier tun das nicht.“

THWAITES-GLETSCHER LÄSST OZEANE UM 65 CM STEIGEN

DLR
TanDEMX Höhenmodell: Brüchiges Schelfeis am Thwaites Gletscher ©DLR

Bis dato machte das unaufhaltsame Abfließen des Thwaites-Gletschers in den Amundsen See rund vier Prozent des globalen Meeresspiegelanstiegs aus. Doch allein die verbleibenden Massen des immer schneller schmelzenden Eises könnte unsere Ozeane um 65 cm ansteigen lassen. Am Boden des Gletschers klafft ein 350 Meter großer Hohlraum. Und dieser frisst sich mit dem von unten eindringenden Meerwasser weiter in das Eis hinein. Zwar hatten die Experten schon vor Jahren den Verdacht, dass Thwaites nicht fest mit seinem Untergrund verbunden ist, doch ein solch besorgniserregendes Ergebnis hatten sie nicht erwartet. Insgesamt sind bereits 14 Milliarden Tonnen Eis ausgewaschen worden. Und das vorwiegend in den letzten drei Jahren. Dies geht aus Satellitendaten der amerikanischen, deutschen und italienischen Forschungspartner hervor.

Möglich wurden die aktuellen Forschungsergebnisse des DLR unter anderem durch die beiden deutschen Radarsatelliten TanDEM-X und TerraSAR-X. Denn diese sind in der Lage flächendeckend hochgenaue und dreidimensionale Messungen mit hoher Auflösung vorzunehmen. So konnte anhand der TanDEM-X-Höhenmodelle die Schmelzrate bestimmt werden. Auch offenbaren sie die besondere Dynamik des Gletschers: Die Hebungen und Senkungen der Eisoberfläche wurden genau vermessen und ließen damit wichtige Rückschlüsse auf die darunterliegenden Schmelzprozesse zu. Mit Aufnahmen der italienischen Cosmo-Skymed Satelliten konnte auch die Wanderung der „Aufsetzlinie“ des Gletschers – diese markiert den Übergang, an dem die Eismasse kein Festland mehr unter sich hat, also auf dem Meer schwimmt –, im Zeitverlauf genau beobachtet werden. So kamen die Wissenschaftler zu der neuen Erkenntnis, dass sich zwar die Gletscheroberfläche hebt, die Eisdicke aber insgesamt abnimmt. Die Wechselwirkungen zwischen Eismasse und eindringendem Meerwasser haben weitreichendere Folgen als bisher angenommen. Um die Auswirkungen der Gletscherschmelze auf den globalen Meeresspiegel genauer vorhersagen zu können, sind diese und weitere Erkenntnisse daher essenziell. Die Ergebnisse der von der NASA geleiteten Studie sind aktuell im „Science Advances“-Journal erschienen.

RIESIGER EISBERG ERWARTET: RISSE AM PETERMANN-GLETSCHER

AWI
Petermann-Gletscher (Grönland) nahe des Zentrums des fließenden Gletschers etwa 26 Kilometer entfernt von der Kalbungsfront ©Andreas Muenchow, University of Delaware

Auch aus dem äußersten Nordwesten Grönlands wird vermeldet: Forscher des AWI messen ein höheres Fließtempo der schwimmenden Eiszunge des Petermann-Gletschers. Diese schiebt sich derzeit über eine Strecke von etwa 70 Kilometern in den Petermann-Fjord. Zudem kündigen Risse etwa zwölf Kilometer oberhalb der bisherigen Gletscherkante – das Einzugsgebiet des Petermann-Gletschers umfasst vier Prozent des Grönländischen Eisschildes –, an, dass sich in naher Zukunft wieder ein Eisberg vom Gletscher lösen könnte. Laut AWI-Glaziologen hat sich seit einem Eisberg-Abbruch im Jahr 2012 das Fließtempo des Gletschers um durchschnittlich 10 Prozent erhöht, sodass in der Folgezeit neue Risse entstanden. Eigentlich ein durchaus natürlicher Vorgang. Modellsimulationen der Forscher zeigen jedoch auch: Sollten diese Eismassen abbrechen, wird sich der Petermann-Gletscher vermutlich weiter beschleunigen und mehr Eis ins Meer transportieren. Was wiederum entsprechende Folgen für den globalen Meeresspiegel haben wird.

Als die Wissenschaftler im Winter 2016 durch die Analyse von Satellitendaten erkannten, dass der Gletscher mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 1135 Metern pro Jahr floss, also etwa 10% schneller als im Winter 2011, erforschten sie die direkte Ursache. Sie simulierten den beobachteten Eistransport in einem Computer-Eismodell und wiesen nach, dass der Abbruch eines großen Eisberges im August 2012 die Beschleunigung des Gletschers in Gang gesetzt hatte. „Die Eismassen des Gletschers reiben auf ihrem Weg ins Meer rechts und links an Felswänden, welche den Fjord einrahmen“, so AWI-Eismodellierer und Erstautor der Studie, Martin Rückamp, „bricht nun am Ende der Gletscherzunge ein großer Eisberg ab, schrumpft die Länge der Eiszunge insgesamt und damit auch die Strecke, auf der die Eismassen die Felsen berühren. Deren Bremswirkung sinkt und der Gletscher beginnt, schneller zu fließen.“

Eine ähnliche Beschleunigung sagt das Computermodell auch für den Fall voraus, dass es zu einem erneuten Eisberg-Abbruch kommen sollte. „Wir können nicht vorhersagen, wann der Petermann-Gletscher wieder kalben wird und ob ein Abbruch tatsächlich bis zu den von uns entdeckten Rissen in der Gletscherzunge reichen wird“, so Rückamp. „Anzunehmen ist aber, dass die Gletscherzunge im Falle eines weiteren Abbruchs wieder deutlich schrumpfen und die Bremswirkung der Felsen noch weiter abnehmen wird“. Die Studie ist im „Journal of Geophysical Research: Earth Surface“ nachzulesen.

OBERFLÄCHENSCHMELZE UND WARME MEERESSTRÖMUNGEN

Der Grönländische Eisschild und die dazugehörigen Gletscher haben seit dem Jahr 2002 im Durchschnitt jährlich 286 Milliarden Tonnen Eis verloren. Diese Massenverluste sind vor allem auf die Zunahme der sommerlichen Oberflächenschmelze zurückzuführen. Das Kalben von Eisbergen hat ebenfalls zugenommen. Grönlands Gletscher verlieren heutzutage ein Viertel mehr Eis durch Eisberg-Abbrüche als im Vergleichszeitraum von 1960 bis 1990. Als mögliche Ursachen werden u.a. wärmere Meeresströmungen diskutiert, welche die schwimmenden Gletscherzungen von unten schmelzen, sowie Schmelzwasser, welches durch Spalten und Risse bis ins Gletscherbett sickert und dort wie ein Schmiermittel das Gleiten der Eisströme beschleunigt. Derzeit tragen die Eismassenverluste Grönlands jährlich etwa 0,7 Millimeter zum globalen Meeresspiegelanstieg bei. Dieser beträgt aktuell 3,3 Millimeter pro Jahr.

Inwieweit der beschleunigte Eistransport des Petermann-Gletschers auf verschiedene Konsequenzen der globalen Erderwärmung zurückzuführen ist, haben die Wissenschaftler bislang noch nicht tiefgreifend untersucht. „Wir wissen jetzt, dass das Fließtempo des Gletschers infolge von Eisberg-Abbrüchen steigt. Außerdem beobachten wir, dass die Häufigkeit solcher Abbrüche am Petermann-Gletscher zunimmt. Ob dafür jedoch die wärmer werdende Atmosphäre über Grönland oder aber wärmeres Meerwasser verantwortlich ist, haben wir anhand der Satellitendaten nicht untersuchen können“, so Niklas Neckel. Für die Wissenschaftler ist die Beschleunigung des Petermann-Gletschers dennoch ein Signal. Im Gegensatz zu den Gletschern im Südosten und Südwesten Grönlands haben die Gletscher im hohen Norden der Insel bislang kaum Veränderungen gezeigt. Das scheint sich nun zu ändern.

GROSSER GLETSCHERSCHWUND AM HIMALAYA UND HINDUKUSC

Als „Dritter Pol“ der Erde werden der Himalaya und die umliegenden Gebirge bezeichnet. Denn abgesehen vom Nord- und Südpol hat keine Region der Welt mehr Eis und Schnee. Von hier kamen letzte Woche ebenfalls Hiobsbotschaften: Auch wenn das ambitionierteste Ziel des Pariser Abkommens erreicht werde, werden die Gletscher dieser Region mindestens um ein Drittel schmelzen. Schafft man es nicht, rechnen die Forscher von ICIMOD mit einem Schwund von zwei Dritteln. Die Gletscher sind eine unverzichtbare Wasserquelle für rund 1,9 Milliarden Bewohner der Region – in den Bergen wie auch entlang der Flüsse. „Die globale Erderwärmung ist dabei, die eisigen, mit Gletschern bedeckten Gipfel des HKH (Hindukusch-Himalaya), die sich über acht Länder erstrecken, innerhalb von etwas weniger als einem Jahrhundert in kahle Felsen zu verwandeln“, so der leitende Herausgeber des Berichts, Philippus Wester.

Die Studie wurde nach den Maßgaben des Weltklimarats durchgeführt. Insgesamt wurde sie über fünf Jahre entwickelt und enthält Erkenntnisse von mehr als 350 Forschern, Experten aus 22 Ländern und 185 Organisationen. Mit 210 Autoren, 20 Rezensionsredakteuren und 125 externen Rezensenten bietet sie einen beispiellosen Einblick in die einzigartige Umgebung, die Menschen sowie die Tierwelt der Region rund um die bedeckten Gipfel von HKH (Hindukusch-Himlaya). Dem ICIMOD gehören die Regierungen der acht Länder aus den Gebieten der Himalaya- und Hindukusch-Gebirge an: Afghanistan, Bangladesch, Bhutan, China, Indien, Myanmar, Nepal und Pakistan.

40 JAHRE WELTKLIMAKONFERENZ

Seit 40 Jahren gibt es nun schon eine weltweite Klimakonferenz: Die erste fand vom 12.-23.2.1979 in Genf statt. Zum Jubiläum gab der Jülicher Klimaforscher Prof. Andreas Wahner ein Interview. Wahner ist Leiter des Instituts für Energie- und Klimaforschung IEK-8-Troposphäre am Forschungszentrum Jülich. Sein Schlusssatz klingt ziemlich alarmierend: „Die Hoffnung auf eine Begrenzung des Temperaturzuwachses auf 1,5 bis 2 Grad zum Ende des Jahrhunderts ist immer weniger haltbar. Wir müssen uns vermutlich auf mehr einstellen, was gravierende Konsequenzen haben und uns weltweit wirtschaftlich deutlich teurer zu stehen kommen wird, als wenn wir in der Vergangenheit oder auch heute mit Entschiedenheit gehandelt hätten.“

Bild oben: Petermann-Gletscher, Grönland: Südwestlicher Rand der sogenannten Scherzone des fließenden Gletschers, etwa 10 Kilometer von der Kalbungsfront entfernt ©Andreas Muenchow, University of Delaware

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Dieser Artikel erschien am 12.2.2019 in der Innovation Origins.

ANTARKTIS: FORSCHERTEAM ERKUNDET LEBEN UNTER EISBERG A68

Am 9. Februar startet unter der Leitung des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) ein internationales Forscherteam eine Expedition zum abgelegenen Larsen-C-Schelfeis. Das Ziel: Die Forscher möchten das bisher unter dem Schelfeis verborgene Meeresökosystem erkunden. Im Juli 2017 kalbte ein riesiger Eisberg mit einer Größe von der siebenfachen Fläche Berlins vom antarktischen Larsen-Schelfeis ab. Durch den Abbruch des Eisberges namens A68 wurde eine Fläche von etwa 5.800 Quadratkilometern von der hunderte Meter dicken Schelfeisschicht befreit. Eine Welt, über die die Menschheit nichts weiß, da sie bisher unter dem dicken Eis im Verborgenen lag. Nun planen die Forscher nochmals – zwei Expeditionen mussten frühzeitig abgebrochen werden –, per Schiff von Punta Arenas (Chile) in die Region östlich der antarktischen Halbinsel zu fahren, um dort Proben vom Meeresboden zu nehmen. Insgesamt neun Wochen werden sie mit dem Eisbrecher Polarstern unterwegs sein. Per Satellitenaufnahmen soll die schwierige Navigation durch das Meereis unterstützt werden.

Forscherteam
Teilausschnitt der Abbruchkante des Larsen-B-Schelfeises an der Antarktischen Halbinsel/Polarstern-Expedition ANTXXIII/8, Weddellmeer 2006/07 ©Gauthier Chapelle

EILIGE MISSION

Die Mission eilt: Das wahrscheinlich seit mehreren tausend Jahren vom Eis bedeckte Ökosystem könnte sich mit dem jetzt einfallenden Licht rasch verändern. „Die Expedition zum Larsen-C-Schelfeis ist eine einmalige Gelegenheit für die internationale Forschungsgemeinschaft, um in dieser vom Klimawandel betroffenen Region interdisziplinäre Forschung durchzuführen“, so der wissenschaftliche Fahrtleiter der Expedition, Dr. Boris Dorschel. Da Larsen C weit im Süden liegt, ist selbst in Zeiten minimaler Meereisbedeckung in der Antarktis noch viel Eis vorhanden. Nichtdestotrotz sollte die Expedition zum jetzigen Zeitpunkt stattfinden. So können die Forscher noch Einblicke in die erst kürzlich vom Schelfeis befreite Welt erhoffen und das ein oder andere Geheimnis des Eisschelfs und des Eisbergs A68 lüften. Unter anderem sollen auch die Strukturen am Meeresboden erforscht werden. Für die Forschungszwecke sollen zudem hochauflösende Satellitendaten sowie der Bordhelikopter der Polarstern genutzt werden.

Polarstern
Das Forschungsschiff Polarstern während einer Eisstation im Weddellmeer ©Mario Hoppmann

DRAMATISCHER ÖKOLOGISCHER WANDEL

„Das Kalben von A68 ist eine einmalige Gelegenheit, Meereslebewesen zu untersuchen, die einem dramatischen ökologischen Wandel ausgesetzt sind“, so der Meeresbiologe Dr. Huw Griffiths vom British Antarctic Survey (BAS). Er leitet eines der Projekte zur Erforschung der Biologie am Meeresboden. Da das Gebiet Jahrtausende ohne Sonnenlicht war, gehen die Forscher davon aus, dass sich hier eine Artengemeinschaft entwickelt hat, die sich speziell an ein Leben mit sehr wenig verfügbarer Nahrung angepasste. Griffiths ergänzt: „Der Abbruch dieses riesigen Eisbergs wirkt so, also nehme man plötzlich die Decke von einer Höhle. Erstmals seit tausenden von Jahren können durch das einfallende Sonnenlicht an der Wasseroberfläche Mikroalgen wachsen, was das gesamte Nahrungsnetz verändert, so dass sich andere Arten ansiedeln.“

Seesterne ©Griffiths, Huw J.

Das Expeditionsteam wird Tiere, Mikroorganismen, Plankton, Meeressedimente und Wasserproben untersuchen. Dabei kommen verschiedenste Geräte zum Einsatz wie Unterwasser-Videokameras sowie ein Schlitten, der am Meeresboden kleine Tiere sammelt. Der Meeresboden wird zudem mithilfe von Sonarsystemen detailliert vermessen.

HINTERGRUND

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 19 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft. Sie ist die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Bild oben: Das deutsche Forschungsschiff Polarstern während einer Eisstation im Weddellmeer©Mario Hoppmann

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Dieser Artikel erschien am 7.2.2019 in der Innovation Origins.