Eisige Nebenwirkung: Auf dem Eisschild Grönlands breitet sich ein zuvor unbekanntes Phänomen aus – kilometergroße, undurchdringliche Eisplatten. Sie entstehen als Folge der verstärkten Erwärmung. Das Problem: Weil diese Eisbarrieren kein Schmelzwasser durchlassen, strömt dieses ungehindert an der Eisoberfläche bergab und ins Meer. Dies könnte den Meeresspiegelanstieg durch die grönländischen Eismassen verdoppeln bis verdreifachen, wie Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten.
Grönland ist eine Schlüsselregion für das Klima und den globalen Meeresspiegelanstieg. Denn das zweitgrößte Eisreservoir des Planeten schmilzt in rasantem Tempo. Der Eisverlust hat sich in den letzten zehn Jahren vervierfacht, im Sommer bilden sich selbst auf dem Inlandeis unzählige Schmelzwassertümpel. Bisher jedoch wurde ein Teil dieses Schmelzwassers wieder von Schnee und Firn absorbiert – das poröse Material lässt das Wasser in die Tiefe des Eisschilds einsickern, wo es dann allmählich wieder gefriert.
Undurchdringliche Platten aus Eis
Doch wie sich nun zeigt, wird diese Pufferwirkung des Grönlandeises zunehmend gestört. Schuld daran ist ein Phänomen, das Forscher um Mike MacFerrin von der University of Colorado erstmals im Sommer 2012 im Südwesten Grönlands entdeckten: Als sie das Eis in der Umgebung ihres Camps auf 1.840 Metern Höhe untersuchten, stießen sie auf massive, drei bis fünf Meter dicke und bis zu 40 Kilometer lange Eisplatten.
Wie nähere Beobachtungen enthüllten, bilden diese kompakten Eisplatten eine für Wasser undurchdringliche Barriere: „Zum ersten Mal sahen wir, wie Schmelzwasser sichtbar über die Oberfläche dieser Platten abfloss, statt lokal in den Firn einzusickern und wieder zu gefrieren“, beschreiben die Forscher das Phänomen. „Dadurch erzeugten diese Eisbarrieren rund elf Prozent mehr Schmelzwasserabfluss aus dieser Region als ohne diese Blockadeeffekt.“
Phänomen tritt in ganz Grönland auf
Aber wie verbreitet sind diese Eisplatten? Um das zu klären, haben MacFerrin und sein Team seither gezielt auch an anderen Stellen Grönlands nach diese Eisbarrieren gesucht. Dafür werteten sie luftgestützte Radardaten des IceBridge-Projekts der NASA und sowie Radardaten von Feldstudien aus und bezogen Ergebnisse von Eiskernbohrungen an verschiedenen Stellen des grönländischen Eisschilds mit ein.
Das Ergebnis: Schon im Jahr 2014 bedeckten diese Eisplatten 64.800 bis 69.400 Quadratkilometer des grönländischen Eisschilds – das entspricht rund vier Prozent der Gesamtfläche. „Lücken in den luftgestützten Daten machen dies eher eine konservative Schätzung“, betonen die Forscher. Die einzelnen Eisplatten erreichen dabei eine Dicke von bis zu 16 Metern und eine Länge von bis zu 40 Kilometern. „Diese Eisplatten blieben mehrere Jahre erhalten, können Dutzende Kilometer groß werden und machen die oberflächennahe Firnschicht nahezu undurchdringlich“, so das Team.
Schmelzwasser-Überschuss als Auslöser
Warum aber bilden sich diese Eisplatten überhaupt? Aus der Verteilung der Eisplatten schließen die Forscher, dass sie überall dort auftreten, wo mehr Schmelzwasser entsteht als der Firn absorbieren kann. „Das resultiert in überschüssigem Wasser, das die umgebenden Firnschichten auffüllt“, so MacFerrin und seine Kollegen. „Im Laufe der Zeit verwandelt sich dadurch eine poröse Firnschicht in wiedergefrorenes Eis.“
Das Problem: „Wenn sich diese Eisplatten einmal gebildet haben, benötigen sie nur noch geringe Mengen an Schmelzwasser um erhalten zu bleiben“, erklären die Forscher. Eisplatten, die im extrem warmen Sommer 2012 entstanden sind, blieben dadurch auch in der etwas kühleren Zeit von 2013 bis 2017 weiter bestehen – und wuchsen sogar noch weiter. „Das einzige, das dies Eisplatten wieder beseitigen kann, ist eine längere Periode kühleren Klimas oder ein stärkerer Schneefall, der wieder poröses Material auf der Oberfläche ablagert“, berichten MacFerrin und sein Team.
Eisplattenfläche wird sich bis 2050 verdoppeln
Doch was bedeutet dies für die Zukunft? Um das herauszufinden, bildeten die Forscher die Eisplattenbildung in einem Klimamodell nach. Nachdem die Rekonstruktion für die Gegenwart gut mit den Beobachtungen übereinstimmte, nutzte sie das Modell, um die künftige Entwicklung unter gemäßigtem Klimawandel (RCP 4,5) und ungebremster Erwärmung (RCP 8.5) zu simulieren.
Das Ergebnis: Bis zum Jahr 2050 wird sich die von Eisplatten bedeckte Fläche in Grönland etwa verdoppeln – in beiden Klimaszenarien. Weil die Eisbarriere verhindert, dass Schmelzwasser in das Eisschild einsickert, wird sich dadurch auch der Schmelzwasserabfluss messbar erhöhen, wie die Forscher berichten. Dieser Trend scheint schon jetzt nicht mehr aufzuhalten.
Anders ist dies mit der Entwicklung von 2050 bis 2100: Während bei gemäßigtem Klimawandel die Fläche der Eisplatten sogar wieder leicht zurückgeht, könnte die Ausdehnung dieser Barrieren bei ungebremsten Klimawandel weiter zunehmen: „Unter dem RCP 8.5 Szenario beschleunigt sich die Bildung neuer Eisplatten gegenüber der Zeit bis 2050 noch einmal um fast das Doppelte auf 2.890 bis 7.130 Quadratkilometer pro Jahr“, berichten die Forscher.
Phänomen verstärkt den Meeresspiegelanstieg
Das hat Folgen für den Schmelzwassereinstrom in den Ozean: „Bis 2100 könnte sich der Abfluss aus dem hochgelegenen Inneren Grönlands gegenüber Szenarien ohne Eisplatten ungefähr verdopppeln“, berichten MacFerrin und sein Team. Das aber bedeutet, dass Grönland auch deutlich mehr zum Meeresspiegelanstieg beiträgt als bisher angenommen. Die Wissenschaftler schätzen, dass die globalen Pegel dadurch bis 2100 um zusätzliche 17 bis 74 Millimeter ansteigen könnten, bei gemäßigtem Klimawandel immerhin noch um sieben bis 33 Millimeter zusätzlich – das entspricht einer Verdopplung bis Verdreifachung.
Der Beitrag Grönlands zum globalen Meeresspiegelanstieg könnte demnach bisher stark unterschätzt worden sein. Und noch etwas kommt hinzu: „Wenn das Klima weiterhin wärmer wird, werden diese Eisplatten wachsen und damit positive Rückkopplungen auch anderer Schmelzwasser-Aspekte anstoßen“, erklärt Koautor Mahsa Moussavi von der University of Colorado. „Es ist ein Schneeball -Effekt: Mehr Schmelze erzeugt mehr Eisplatten, die wiederum die Schmelze verstärken und dadurch weitere Eisplatten fördern.“ (Nature, 2019; doi: 10.1038/s41586-019-1550-3)
Quelle: University of Colorado at Boulder
