Antarktis Schmelzkanäle bedrohen Schelfeis-Stabilität

Wie kommt es, dass immer wieder riesige Eisberge vom Schelfeis der Antarktis abbrechen? Ein internationales Forscherteam will nun einen Schlüsselprozess entdeckt haben, der das Kalben antreibt.

Won Sang Lee / Korea Polar Research Institute / DPA

Nach Ansicht der Forscher wird das Eis der Antarktis gleich von zwei Seiten angegriffen - von oben durch warme Luft, vor allem aber von unten durch warmes Wasser. Das Wasser frisst demnach große Schmelzkanäle in das Schelfeis, die entscheidend zum Kalben der Gletscher beitragen, schreibt das Team im Fachblatt "Science Advances". Das schwäche letztlich die Rückhaltekraft des Schelfeises, was das Vorrücken der Gletscher und damit auch den Anstieg des Meeresspiegels beschleunige.

Das Team um Christine Dow von der kanadischen University of Waterloo hatte sich das Nansen-Schelfeis in der Antarktis genauer angesehen. Dieser auf dem Wasser aufliegende Eisschild bedeckt etwa 2000 Quadratkilometer und ist damit fast so groß wie das Saarland. An der Kalbungsfront - der Abbruchkante - ist das Eis 200 Meter hoch, gespeist wird es aus dem Hinterland von zwei Gletschern, dem Reeves- und dem Priestley-Gletscher.

Im Jahr 2014 entdeckten Forscher auf dem Nansen-Schelfeis einen Schmelzwasser-Fluss, der sich nach 18 Kilometern Länge in einem Wasserfall in eine quer verlaufende Spalte im Eis ergoss. Diese damals 20 Kilometer breite Spalte lag etwa fünf Kilometer vor der Kalbungsfront. In den kommenden Jahren schob sie sich immer näher zur Abbruchkante. Am 7. April 2016 brach die Spalte vom Schelfeis ab, und es entstanden zwei Eisberge - der 153 Quadratkilometer große C33 und ein kleinerer Eisberg, 61 Quadratkilometer groß.

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Eisschmelze in der Antarktis: Am Taupunkt

Die Wissenschaftler rekonstruierten die Prozesse, die zu dem Schmelzwasser-Fluss und zu dem Kalben führten. Dazu werteten sie Messungen per Radar und Laser aus. Dabei entdeckten die Forscher unter der Eisdecke einen großen Schmelzkanal, der genau unterhalb des Schmelzwasser-Flusses verlief, davon getrennt durch eine über 100 Meter dicke Eisschicht.

Entstanden war der Kanal an der Nahtstelle der zwei Gletscher durch das Einströmen warmen Meerwassers. Im Jahr 2011 war er vier Kilometer breit und 70 Meter hoch. Der Kanal ließ das darüberliegende Eis ausdünnen, so dass die Oberfläche um etwa zehn Meter einsank. Damit entstand die Rinne für jenen Fluss, der 2014 entdeckt wurde und über den das Schmelzwasser der beiden nachgelagerten Gletscher abfloss.

Auswertungen älterer Aufnahmen zeigten, dass quer zu dem Schmelzkanal schon 1987 ein damals vier Kilometer langer Riss verlief - der Vorläufer jener Spalte, in die sich 2014 der Schmelzwasser-Fluss ergoss und an der 2016 die Eisberge abbrachen.

Nach dem Abbrechen dieser Eisberge fanden die Forscher erneut einen Querriss, der sich genau über dem Schmelzkanal an der Stelle mit dem dünnsten Eis gebildet hatte. Das zeige, wie solche Kanäle das darüberliegende Eis schwächen, folgert das Team. Der neue Riss werde wahrscheinlich für weitere Eisberge sorgen.

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Dass Schmelzkanäle regelmäßig zu Bruchstellen im Eis führen, belegen die Forscher an weiteren Beispielen - im grönländischen Petermann-Schelfeis sowie in der Antarktis etwa im Totten-Schelfeis, im Filchner-Schelfeis und im Pine-Island-Schelfeis, von dem 2017 der 185 Quadratkilometer große Eisberg B44 abbrach.

Das Verständnis dieser Prozesse sei wichtig, weil das Schelfeis die vom Inland zum Meer strömenden Gletscher stützt. "Ein Verlust der Rückhaltekraft durch das Schelfeis kann den Strom von Gletschereis zum Meer beschleunigen", schreibt das Team. "Die Nansen-Analyse zeigt zusammen mit den vielen weiteren Beispielen, wie sensibel Schelfeis auf Schmelzkanäle reagiert. Dieses Phänomen wird wahrscheinlich häufiger, bedingt durch den vermehrten Zufluss von warmem Meerwasser, was Schmelzkanäle fördert, und höhere Lufttemperaturen, was die Bildung von Oberflächenwasser verstärkt."

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Antarktis: Gefährliches Schmelzwasser

Angelika Humbert vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven bewertet die Folgerung kritisch. Zwar habe der Schmelzkanal zum Einsinken des Eises und damit zum Verlauf des Schmelzwasser-Flusses beigetragen. "Diese Schmelzkanäle und Risse sind aber für die Stabilität des Schelfeises nicht ausschlaggebend", sagt die Leiterin der AWI-Sektion Glaziologie. Auch sei das Kalben ein normaler Prozess.

Entscheidend für die Rückhaltekraft des Schelfeises sei vielmehr seine Dicke. Die sinke vor allem durch den Zustrom von warmem Wasser. Dass das Schwinden des Schelfeises den Fluss von Gletschern und damit den Anstieg des Meeresspiegels beschleunigt, steht indes auch für Humbert außer Frage.

Gerade erst haben Forscher im Fachblatt "Nature" berichtet, dass die Antarktis zunehmend schneller Eis verliert. Waren es von 1992 bis 2012 durchschnittlich etwa 76 Milliarden Tonnen pro Jahr, lag das Mittel zwischen 2012 und 2017 bei 219 Milliarden Tonnen jährlich - fast dreimal so viel. Demnach ließ das schmelzende Eis der Antarktis den Meeresspiegel von 1992 bis 2017 um fast acht Millimeter steigen.

Walter Willems, dpa/chs



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