Das Eis der Antarktis schwindet – aktuelle Analysen zeigen: Je wärmer es wird, desto rascher verliert der Südpol seine Gletscher – und viele davon wohl für immer.

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Ein Team internationaler Wissenschafter hat die Stabilität des Antarktischen Eisschilds bei fortschreitender globaler Erwärmung genauer unter die Lupe genommen. In rund einer Million Stunden Computerrechenzeit zeigen ihre bislang beispiellos detaillierten Simulationen, wo genau und bei welcher Erwärmung der Eisschild instabil wird und große Teile schließlich schmelzen oder in den Ozean abrutschen würden. Dabei offenbarte sich ein komplexes Zusammenspiel beschleunigender und moderierender Effekte.

Die wichtigste Erkenntnis der Forscher ist, dass ein ungebremster Klimawandel gravierende langfristige Folgen haben wird: Bei anhaltenden Temperaturen von vier Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau könnte allein das Schmelzen in der Antarktis zu einem globalen Meeresspiegelanstieg von mehr als sechs Metern führen.

Meeresanstieg um über sechs Meter bei 4 Grad Celsius

"Das Eis der Antarktis speichert mehr als die Hälfte des Süßwassers der Erde, gefroren in einer fast fünf Kilometer dicken Eisschicht", erklärt Ricarda Winkelmann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und Leitautorin der in "Nature" erschienenen Studie. "Wenn sich das umgebende Meerwasser und die Atmosphäre durch den Treibhausgas-Ausstoß des Menschen erwärmen, wird die weiße Kappe am Südpol instabil."

Aufgrund ihrer schieren Größe hat die Antarktis ein erhebliches Potenzial, den Meeresspiegel weltweit langfristig anzuheben. Das bedeute, dass bereits bei einer anhaltenden Erwärmung von zwei Grad Celsius das Abschmelzen und der beschleunigte Eisabfluss in den Ozean letztlich zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels um 2,5 Meter führen würde, so die Forscher. Bei vier Grad Celsius würde er langfristig 6,5 Meter, und bei sechs Grad fast 12 Meter betragen.

Unumkehrbarer Eisverlust

Der Titel der Studie "The hysteresis of the Antarctic Ice Sheet" bezieht sich auf das komplexe physikalische Phänomen der Hysterese, mit dem eine Unumkehrbarkeit des Eisverlusts einhergeht. Anders Levermann, Koautor und Forscher am PIK und an der Columbia-Universität: "Die Antarktis ist im Grunde unser ultimatives Erbe aus vergangenen Zeiten der Erdgeschichte. Der Kontinent ist seit mehr als 34 Millionen Jahren von Eis bedeckt. Nun zeigen unsere Simulationen, dass das Eis, wenn es einmal verloren ist, nicht wieder zurückwächst. Tatsächlich müssten die Temperaturen auf das vorindustrielle Niveau fallen, um den antarktischen Eisschild vollständig wiederherzustellen – ein höchst unwahrscheinliches Szenario. Mit anderen Worten: Was wir jetzt in der Antarktis verlieren, ist für immer verloren."

Video: Animierte Grafik zum prognostizierten Eisverlust in der Antarktis.
Potsdam Institute

Eine vergleichbare Entwicklung spielt sich auch in der Arktis ab, nur dürfte dort der "point of no return" bereits seit längerem erreicht worden sein: Satellitenbeobachtungen aus den vergangenen annähernd 40 Jahren zeigen, dass die grönländischen Gletscher einen kritischen Punkt überschritten haben, an dem der Schneefall, der die Eisdecke jedes Jahr ergänzt, nicht mehr mit dem Schmelzen der Eismassen mithalten kann. Selbst ein theoretischer Stopp des Klimawandels könnte demnach die Eisdecke der Insel im Polarmeer nicht mehr retten, wie Wissenschafter der Ohio State University im vergangenen August im Fachjournal "Nature Communications Earth & Environment" berichtet haben.

Destabilisierung von unten

Die Gründe für die Unumkehrbarkeit der antarktischen Eisschmelze sind dagegen andere: Hier kommen selbstverstärkende Mechanismen zum Tragen, die bei fortschreitender Erwärmung im Eis angestoßen werden. Koautor Torsten Albrecht erläutert: "In der Westantarktis zum Beispiel ist die Hauptursache für den Eisverlust warmes Ozeanwasser, das zu einem stärkeren Schmelzen unter den Schelfeismassen führt, was wiederum den auf Land aufliegenden Eisschild destabilisieren kann."

In weiterer Folge rutschen Gletscher von der Größe Floridas in den Ozean. Sobald in der globalen Mitteltemperatur eine Schwelle von sechs Grad über dem vorindustriellen Niveau erreicht wird, überwiegen das Schmelzen und damit zusammenhängende verstärkende Rückkopplungen an der Eisoberfläche: Sinkt die Eisoberfläche langsam in niedrigere Lagen, führt die wärmere Umgebungsluft zu verstärktem Schmelzen des Eises – so wie es bereits auf Grönland zu beobachten ist.

Bedrohte Küstenmetropolen

Der Eisverlust und das Abschmelzen in der Antarktis haben sich in den letzten Jahrzehnten deutlich beschleunigt. In der Studie geht es allerdings ausdrücklich nicht um die Zeitskalen, sondern vielmehr darum, die kritischen Temperaturschwellen zu quantifizieren, bei denen Teile des antarktischen Eisschildes instabil werden. "Letztlich ist es das Verfeuern von Kohle und Öl, das die heutigen und zukünftigen Treibhausgasmengen bestimmt – und damit auch, ob und wann kritische Temperaturwerte in der Antarktis überschritten werden", so Winkelmann. "Auch wenn der Eisverlust langfristig passiert, die entsprechende Menge von CO2 in unserer Atmosphäre, die diesen Eisverlust auslöst, könnten wir schon in naher Zukunft erreichen."

Unser Handeln heute würde daher darüber entscheiden, ob wir die Erwärmung stoppen. Das Schicksal der Antarktis liege also tatsächlich in unseren Händen – und damit auch das unserer Städte und unseres Kulturerbes auf der ganzen Welt, von der Copacabana in Rio de Janeiro bis zum Opernhaus in Sydney, warnen die Wissenschafter. "Wenn wir das Pariser Abkommen aufgeben, geben wir Hamburg auf, und Tokio und New York", sagt Levermann. (red, 27.9.2020)