Selbstverstärkender Schmelz‑Mechanismus in der Antarktis entdeckt

Die riesigen Schelfeise der Antarktis – schwimmende Eisplattformen, die vom Kontinent ins Meer hinausragen – wirken wie natürliche Stützmauern. Sie bremsen den Abfluss der gewaltigen Gletscher und Eisschilde im Landesinneren. Schmelzen sie schneller, kann das Inlandseis leichter ins Meer fließen.

Eine neue Studie in Nature Geoscience zeigt nun, dass das Abschmelzen dieser Schelfeise selbst einen Prozess auslösen kann, der weiteres Schmelzen beschleunigt. Schmelzwasser verändert die Zirkulation im umliegenden Ozean so, dass zusätzlich warmes Wasser unter das Eis gelangt – ein selbstverstärkender Kreislauf. Weil viele Klimamodelle diesen Mechanismus bislang nur teilweise berücksichtigen, könnten einige Projektionen des zukünftigen Meeresspiegelanstiegs zu niedrig ausfallen.

Wie der Rückkopplungseffekt entsteht

Wenn Schelfeise von unten schmelzen, gelangt große Menge kaltes, relativ frisches Schmelzwasser in das umliegende Meer. Dieses Wasser verändert die Dichteverhältnisse im Ozean und kann dadurch lokale Strömungen neu organisieren.

Die Studie zeigt: Diese veränderten Strömungen können mehr relativ warmes Meerwasser unter die Eisplattformen transportieren. Dort gibt das Wasser Wärme an das Eis ab – und verstärkt das Abschmelzen an der Unterseite.

Der Kreislauf läuft dabei vereinfacht so ab:

• Schelfeis schmilzt und setzt frisches Schmelzwasser frei.
• Das Schmelzwasser verändert die Ozeanzirkulation in der Umgebung.
• Die neuen Strömungsmuster führen mehr warmes Wasser unter das Eis.
• Die zusätzliche Wärme verstärkt das Schmelzen weiter.

Forschende beschreiben diesen Prozess als bislang unterschätzten Beschleuniger des Eisverlusts in der Antarktis, weil die Reaktion des Ozeans das ursprüngliche Schmelzen verstärken kann.

Warum das für Meeresspiegel-Prognosen wichtig ist

Große Klimamodelle – etwa die Grundlage für Berichte des Weltklimarats (IPCC) – berechnen den zukünftigen Meeresspiegelanstieg aus mehreren Prozessen: Erwärmung der Ozeane, Schmelzen von Gletschern, Veränderungen der großen Eisschilde und andere Faktoren.

Der neu beschriebene Rückkopplungseffekt zwischen Schmelzwasser und Ozeanzirkulation ist jedoch in vielen globalen Modellen noch nicht vollständig enthalten. Wenn dieser Mechanismus das Ausdünnen der Schelfeise deutlich beschleunigt, könnten Projektionen ohne ihn unterschätzen, wie schnell antarktisches Eis verloren geht.

Das ist besonders relevant, weil Schelfeise die riesigen Eismassen des antarktischen Kontinents stabilisieren. Werden sie dünner oder brechen sie auf, können Gletscher schneller Richtung Ozean fließen – und damit direkt zum globalen Meeresspiegelanstieg beitragen.

Politische Klimabewertungen weisen bereits auf erhebliche Risiken hin. Eine aktuelle Zusammenfassung des Weltklimaforschungsprogramms stellt fest, dass etwa 0,5 Meter globaler Meeresspiegelanstieg bis 2100 praktisch unvermeidbar sind – selbst bei Emissionspfaden im Einklang mit dem Pariser Klimaabkommen. Unter hohen Emissionen könnten bis zu etwa 2 Meter bis 2100 nicht ausgeschlossen werden, falls Teile des westantarktischen Eisschilds schnell und irreversibel destabilisiert werden.

Weitere Studien zu warmem Wasser unter dem Eis

Auch andere aktuelle Arbeiten zeigen, wie entscheidend die Ozeanerwärmung für den Eisverlust in der Antarktis ist.

Untersuchungen in der Westantarktis haben gezeigt, dass relativ warmes Circumpolar Deep Water – eine Tiefenwassermasse, die mehrere Grad über dem lokalen Gefrierpunkt liegen kann – unter schwimmende Schelfeise strömt und sie von unten schmelzen lässt. Dieser Prozess gilt als wichtiger Treiber der heutigen Eisverluste in der Region.

Geologische Hinweise zeigen zudem, dass ähnliche Mechanismen schon in der Vergangenheit eine Rolle spielten. Sedimentanalysen deuten darauf hin, dass vor etwa 9.000 Jahren Schmelzwasser und Ozeanzirkulation zusammenwirkten und den Rückzug von Schelfeisen in der Ostantarktis verstärkten, wodurch auch das Inlandseis schneller verloren ging.

Die Forschung deutet damit auf ein wiederkehrendes Muster hin: Sobald Ozeanströmungen beginnen, warmes Wasser unter Schelfeise zu transportieren, kann das entstehende Schmelzen die Prozesse verstärken, die die Wärme überhaupt erst dorthin gebracht haben.

Warum die Auswirkungen weltweit spürbar sind

Veränderungen am antarktischen Eis bleiben nicht auf die Polarregion beschränkt. Wenn Eisschilde Masse verlieren, gelangt dieses Wasser letztlich in die Weltmeere und lässt den globalen Meeresspiegel steigen.

Steigende Meere erhöhen bereits heute das Risiko für Küstengebiete: häufigere Überflutungen, stärkere Küstenerosion, Salzwasser, das in Grundwasser eindringt, sowie Schäden an Infrastruktur. Klimabewertungen betonen, dass diese Risiken in den kommenden Jahrzehnten weiter wachsen werden.

Da weltweit hunderte Millionen Menschen in niedrig gelegenen Küstenregionen leben, können selbst relativ kleine Veränderungen in der Geschwindigkeit des antarktischen Eisverlusts langfristig große Auswirkungen auf Städte, Ökosysteme und Küstengemeinden haben.

Die neue Studie liefert zwar noch keine konkrete neue Zahl für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg. Sie macht jedoch deutlich, dass Wechselwirkungen zwischen Ozean und Eis ein entscheidender Unsicherheitsfaktor bleiben – und in künftigen Klimamodellen stärker berücksichtigt werden müssen.