Als die Antarktis ihren Kipppunkt erreichte: Warum 240 ppm CO₂ alles veränderten

Ein internationales Team von Klimaforschenden hat drei Millionen Jahre in die Vergangenheit der Antarktis geblickt und einen kritischen Schwellenwert entdeckt, der den Kontinent von einer relativ stabilen Eisfläche in ein hochsensibles System verwandelt hat. Die Studie, die am 28. Mai 2026 in Nature Geoscience vom IBS Center for Climate Physics (ICCP) an der Pusan National University in Südkorea veröffentlicht wurde, zeigt: Sobald das atmosphärische Kohlendioxid unter etwa 240 ppm (parts per million) fiel, trat der antarktische Eisschild in ein neues dynamisches Regime ein – einen Zustand, in dem schon geringe Klimaveränderungen unverhältnismäßig große Reaktionen auslösten .

Um dieses Bild zu zeichnen, speiste das Team eine hochauflösende Simulation des Paläoklimas – die globale Temperatur- und Niederschlagsmuster der letzten drei Millionen Jahre rekonstruierte – in das Eissschild-Schelf-Modell der Penn State University ein. Dieses Modell simuliert Eisfluss, Dicke, Temperatur sowie die Dynamik schwimmender Eisschelfe. Das gesamte gekoppelte System wurde auf einem der schnellsten Supercomputer Südkoreas betrieben und lieferte eine physikalisch konsistente, räumlich lückenlose Darstellung der globalen Eisschild-Entwicklung .

Vor dem Umbruch: ein mäßig reagierendes System

Vor dem Mittelpleistozänen Übergang – einer tiefgreifenden Reorganisation der irdischen Eiszeitzyklen, die vor etwa 1,2 Millionen bis 800.000 Jahren stattfand – reagierte der antarktische Eisschild vergleichsweise moderat auf Klimaänderungen. Die Wechsel von Kalt- und Warmzeiten folgten einem Rhythmus von 40.000 Jahren, und der Eisschild wuchs und schrumpfte in einer relativ linearen Weise .

Der Mittelpleistozäne Übergang veränderte diesen Rhythmus grundlegend und schaltete den Planeten in einen 100.000-Jahre-Zyklus mit dickeren und beständigeren Eisschilden um. Die ICCP-Studie enthüllt, dass dieser Übergang nicht nur ein zeitlicher Wechsel war, sondern eine fundamentale Veränderung darin markierte, wie empfindlich der Eisschild auf äußere Einflüsse reagierte.

Wie der Schwellenwert von ~240 ppm in ein neues dynamisches Regime führte

Nach dem Mittelpleistozänen Übergang offenbarte die Simulation ein ausgeprägt nicht-lineares Verhalten. Sobald der CO₂-Gehalt unter etwa 240 ppm fiel, nahm die Amplitude der antarktischen Eisvariationen sprunghaft zu. Der Eisschild begann, viel heftiger auf Änderungen der Atmosphären- und Meerestemperaturen zu reagieren, und trat damit in das ein, was die Forschenden als ein "neues dynamisches Regime" bezeichnen .

Die Hauptautorin Dr. Kyung-Sook Yun erläuterte die Bedeutung: "Nach diesem Übergang reagiert der antarktische Eisschild viel stärker auf Veränderungen im Klimaantrieb. Dies zeigt, dass sich das System nicht allmählich entwickelt, sondern nach dem Überschreiten einer bestimmten Schwelle empfindlicher wird" .

Das beschleunigte Eiswachstum, das das Modell nach dem Überschreiten der Schwelle zeigte, wurde durch drei miteinander wechselwirkende physikalische Mechanismen angetrieben :

• Kältere Meerestemperaturen während der Eiszeiten reduzierten das Abschmelzen an der Basis des Eisschildes, insbesondere unter dem Meeresspiegel.
• Niedrigere globale Meeresspiegel (etwa 50–100 Meter unter dem heutigen Niveau) verringerten den Druck auf das Grundgestein unter den Eisschelfen, was eine langsame Landhebung auslöste, die die Eisverdickung entlang der Küsten weiter förderte.
• Gemeinsam etablierten diese Rückkopplungsschleifen größere und beständigere antarktische Eisschilde während späterer Eiszeiten.

Eine uralte Warnung für eine Welt über 400 ppm

Die dringendste Implikation der Studie liegt in der Umkehr. Heute liegt die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre bei rund 425 ppm – weit über der 240-ppm-Schwelle, die den Eisschild in seinen überempfindlichen Zustand versetzt hat . Die Forschung zeigt, dass Eisschilde nicht linear auf den Klimaantrieb reagieren; sie können scharfe, nicht-lineare Übergänge in völlig andere Empfindlichkeitsregime vollziehen.

Co-Autor Prof. Axel Timmermann, Direktor des ICCP, erklärte, die Ergebnisse "deuten darauf hin, dass der antarktische Eisschild empfindlicher auf äußere Einflüsse reagierte als bisher angenommen" und dass die Studie "wichtige Fragen zu seiner zukünftigen Reaktion auf die globale Erwärmung aufwirft" .

Wenn die Vergangenheit ein Wegweiser ist, dann impliziert die neu entdeckte Sensitivität des Eisschildes in Richtung kälterer Bedingungen, dass er bei steigenden Temperaturen mit ähnlicher Abruptheit in die entgegengesetzte Richtung reagieren könnte. Schon kleine zusätzliche Erwärmungsschritte oder eine Erwärmung der Ozeane könnten überproportional große Eisverluste auslösen und den Meeresspiegelanstieg weit über die stetigen, linearen Projektionen hinaus beschleunigen, die derzeit vielen Küstenplanungen zugrunde liegen .

Die Ergebnisse unterstreichen, dass verlässliche Projektionen für den Meeresspiegelanstieg – und die Infrastruktur- und Anpassungsentscheidungen, die davon abhängen – diese Schwellenwerte überschreitenden, nicht-linearen Verhaltensweisen berücksichtigen müssen, die die Paläoklima-Aufzeichnungen nun so deutlich offenbaren. Für Küstenstädte wie Hamburg oder für die Niederlande bedeuten diese Erkenntnisse, dass bisherige Planungen möglicherweise auf zu optimistischen, graduellen Modellen beruhen.