Sea-ice decline exposes Antarctic ice shelves to unprecedented retreat by wave erosion
Die Studie zeigt auf, dass der Rückgang des sommerlichen Meereises die antarktischen Eisschelfe einer beispiellosen Wellenerosion durch warme Oberflächenwässer aussetzt, was zu schnellen Frontalrückzugsraten führt, die derzeit in Meeresspiegelprojektionen unberücksichtigt bleiben und die Stabilität fast aller antarktischen Eisschelfe bedrohen.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Der antarktische Kontinent ist von riesigen, schwimmenden Plattformen aus Eis, den sogenannten Eisschelfs, umgeben. Diese Schelfe wirken wie eine natürliche Bremse, die die massiven Gletscher hält, die aus dem Inneren des Kontinents fließen, und deren Weg in den Ozean verlangsamen. Wenn diese Schelfe geschwächt werden oder verschwinden, beschleunigen sich die dahinter liegenden Gletscher, wodurch mehr Eis in das Meer gelangt und der globale Meeresspiegel steigt. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass diese Schelfe durch warmes Meerwasser von unten oder durch schmelzende Luft von oben abgetragen werden können. Doch ein entscheidendes Puzzleteil hat bisher gefehlt: die Rolle des Meereises, das normalerweise die antarktische Küste umgibt. Dieses Meereis fungiert als schützender Puffer, der die schwimmenden Schelfe vor dem offenen Ozean abschirmt. Während sich das Klima erwärmt, schrumpft dieser schützende Ring, wodurch die Eisschelfe neuen Kräften ausgesetzt sind, die in bisherigen Modellen nicht berücksichtigt wurden.
Ein Team von Forschern hat nun einen wirkungsvollen, zuvor übersehenen Mechanismus aufgedeckt, der den schnellen Rückzug dieser Eisschelfe vorantreibt. Durch die Untersuchung spezifischer Regionen, in denen das schützende Meereis während der Sommermonate verschwunden ist, fanden sie heraus, dass die Schelfe durch eine Kombination aus warmem Wasser und Wellen erodiert werden. Wenn das Meereis verschwindet, ermöglichen die Wellen des offenen Ozeans, dass Wellen die vertikale Front des Eisschelfs erreichen. Diese Wellen, die durch Wasser angetrieben werden, das etwas wärmer als der Gefrierpunkt ist, graben eine Kerbe an der Wasserlinie aus. Dieser Prozess unterspült das Eis und erzeugt eine untergetauchte, Auftrieb besitzende Kante, die die Vorderseite des Schelfs nach oben hebt. Schließlich wird die Belastung zu groß und der Schelf bricht ab, wodurch große Eisberge ins Meer geschickt werden. Dieser Zyklus wiederholt sich jeden Sommer und lässt den Eisschelf viel schneller zurückweichen, als es durch reines Schmelzen der Fall wäre.
Die Forscher konzentrierten ihre Untersuchung auf die Amundsen-See-Polynja, ein Gebiet, in dem das Meereis seit Jahren verschwindet, und den Ronne-Eingang, eine Region, die 2025 und 2026 das erste Mal einen kompletten Sommer ohne Meereis erlebte. Mithunter nutzten sie Jahrzehnte an Satellitenbildern, um die Bewegungen der Eisfronten zu verfolgen. Sie beobachteten, dass in Gebieten, die durch Meereis geschützt waren, die Eisschelfe relativ stabil blieben und einem vorhersehbaren Muster von Vorstoß und Rückzug folgten. Im Gegensatz dazu waren die Abschnitte des Getz-Eisschelfs, die an das offene Wasser grenzten, jedes Jahr stetig im Rückzug. Der Rückzug wurde nicht dadurch verursacht, dass das Eis von unten dünner wurde oder von oben schmolz, wie es in anderen Teilen der Antarktis üblich ist. Stattdessen wurde die Eisfront an der Wasserlinie abgetragen, ein Prozess, den die Wissenschaftler als „Edge Wasting“ (Randabtragung) beschreiben.
Um genau zu verstehen, wie dies geschieht, nutzte das Team hochpräzise Satellitenmessungen, um die Oberfläche des Eises zu scannen. Sie entdeckten ein markantes Muster: einen erhöhten Eiswall, gefolgt von einer Vertiefung, bekannt als Rampart-Moat-Struktur (Wall-Graben-Struktur). Diese Form entsteht, wenn die Wasserlinie erodiert wird, wodurch ein untergetauchter Fuß aus Eis zurückbleibt, der nach oben treibt und den darüber liegenden Schelf ankippt. Die Forscher berechneten, dass dieser untergetauchte Fuß nur etwa 50 bis 100 Meter weit reichen muss, bevor die Aufwärtskraft stark genug ist, um den Schelf zu brechen. Sob sobald dieser Schwellenwert erreicht ist, kalbt der Schelf, oder bricht ab, in einem einzigen Ereignis, das fast 900 Meter Eis entfernen kann. Das bedeutet, dass eine relativ geringe Erosion an der Wasserlinie ausreicht, um einen massiven Eisverlust auszulösen – ein Phänomen, das die Autoren als „Kalbung-Multiplikator-Effekt“ bezeichnen.
Die Studie zeigt, dass die Geschwindigkeit dieses Rückzugs alarmierend ist. In der Amundsen-See war die Eisfront mit etwa 680 Metern pro Jahr zurückgewichen. Im Ronne-Eingang, wo das Meereis den gesamten Sommer über fehlte und das Wasser wärmer war, war die Rückzugsrate sogar noch höher und überstieg in einigen Stellen 2.000 Meter pro Jahr. Diese Raten sind weitaus schneller als die Geschwindigkeit, mit der das Eis vorwärts fließt, was bedeutet, dass die Schelfe rapide schrumpfen. Die Forscher stellten fest, dass dieser Prozess vollständig von der Abwesenheit von Meereis abhängt; in Jahren, in denen das Meereis Bestand hatte oder in denen kalte Eisberge in das Gebiet drifteten und das Wasser abkühlten, stoppte der Rückzug. Dies bestätigt, dass der Verlust der schützenden Meereisbarriere der direkte Auslöser für diese Erosion ist.
Die Auswirkungen dieser Erkenntnisse reichen weit über die untersuchten Standorte hinaus. Die Forscher analysierten Daten aus der gesamten antarktischen Küstenregion und fanden heraus, dass mit dem anhaltenden Rückgang des Meereises die meisten Eisschelfe bald denselben Bedingungen ausgesetzt sein werden. Derzeit sind viele Eisschelfe während des Sommers durch Meereis geschützt, doch dieser Schutz verschwindet. Wenn sich das in der Amundsen-See und im Ronne-Eingang beobachtete Muster auf den gesamten Kontinent überträgt, könnten fast alle antarktischen Eisschelfe beginnen, Jahr für Jahr zurückzuweichen. Dies würde die Stabilität des Eisschildes grundlegend verändern und potenziell zum Kollaps von Schelfen führen, die zuvor als sicher galten.
Diese Entdeckung verdeutlicht eine Lücke in den aktuellen Vorhersagen des Meeresspiegelanstiegs. Bestehende Computermodelle, die zukünftige Meeresspiegel vorhersagen, enthalten diesen wellengesteuerten Erosionsprozess nicht. Sie konzentrieren sich auf das Schmelzen durch warmes Wasser von unten und warme Luft von oben, übersehen aber die mechanische und thermische Erosion durch Wellen, die auf die Eisfront treffen, wenn das Meereis fehlt. Da dieser Mechanismus den Rückzug mit Geschwindigkeiten vorantreiben kann, die weit über den bisherigen Annahmen liegen, argumentieren die Forscher, dass aktuelle Modelle den Verlust des antarktischen Eises wahrscheinlich unterschätzen. Während der schützende Meereis schwindet, stehen die Eisschelfe des Kontinents vor einer neuen und gewaltigen Bedrohung, die den Anstieg des globalen Meeresspiegels schneller beschleunigen könnte, als es die Wissenschaft bisher erwartet hat.
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