Bonn – Nach der natürlichen Erwärmung, die der letzten Eiszeit folgte, gab es wiederholte Phasen, in denen von der Antarktis massenhaft Eisberge in den Südlichen Ozean abbrachen. Eine neue geowissenschaftliche Studie unter der Federführung der Universität Bonn zeigt nun, dass es lediglich ein Jahrzehnt gedauert hat, diesen Kipppunkt im Klimasystem in Gang zu setzen und dass der Eismassenverlust dann für viele Jahrhunderte anhielt. Begleitende Modellstudien legen den Schluss nahe, dass der heutige Eismassenverlust der Antarktis ebenfalls einen solchen Kipppunkt darstellt, der zu einem unumkehrbaren und lang anhaltenden Eisrückzug und einem weltweiten Anstieg des Meeresspiegels führen könnte. Die Studie ist im Fachjournal Nature Communications erschienen.
Um zu verstehen, welche Folgen die derzeitige vom Menschen verursachte Klimaerwärmung haben kann, hilft ein Blick in die Vergangenheit: Wie veränderte sich der Meeresspiegel aufgrund natürlicher Klimaerwärmung? Dieser Frage sind Forschende um Dr. Michael Weber vom Institut für Geowissenschaften der Universität Bonn in einer aktuellen Studie nachgegangen. Ihren Blick legten sie dabei auf den Antarktischen Eisschild als größten verbliebenen Eispanzer der Erde.
Dort suchten sie nach Nachweisen von Eisbergen, die vor Tausenden von Jahren vom antarktischen Kontinent abbrachen, im umgebenden Ozean schwammen und in der „Iceberg Alley“ schmolzen, dem Haupttor zu den niedrigeren Breiten. Dabei setzten die Eisberge eingekapselte Gerölle frei, die sich auf dem Meeresboden ansammelten. Die Forschenden entnahmen Sedimentkerne aus der Tiefsee in 3,5 km Wassertiefe in diesem Gebiet, datierten das natürliche Klimaarchiv und zählten die im Sediment vom Eis hinterlassenen Gerölle.
Dabei identifizierten sie acht Phasen mit großen Geröllmengen, die sie als Rückzugsphasen des antarktischen Eisschilds nach der letzten Eiszeit vor etwa 19.000 bis 9.000 Jahren interpretieren. In dieser Zeit erwärmte sich das Klima, und von der Antarktis aus drifteten wiederholt Massen von Eisbergen in den Südozean. Das Ergebnis der neuen Daten-Modell-Studie: Jede der acht Phasen destabilisierte den Eisschild innerhalb eines Jahrzehnts – und trug über Jahrhunderte bis zu einem Jahrtausend zum globalen Meeresspiegelanstieg bei. Die anschließende Stabilisierung erfolgte dann ebenso schnell innerhalb eines Jahrzehnts.
Das Forscherteam fand drei weitere, unabhängige Belege für derartige nacheiszeitliche Kipppunkte: Modellrechnungen, die das Abschmelzen des gesamten antarktischen Eisschildes aufzeigen, ein westantarktischer Eiskern, der die Höhenabsenkung des Eises aufzeichnete und Bohrkerne, die einen schrittweisen Eisrückzug auf dem Schelf des Rossmeeres belegen.
Heutiger Eismasseverlust könnte Beginn einer lang anhaltenden Periode sein
Die Ergebnisse haben eine Relevanz für den heute zu beobachtenden Rückgang des Eises: „Unsere Ergebnisse stehen im Einklang mit einer wachsenden Zahl von Belegen, die darauf hindeuten, dass die Beschleunigung des antarktischen Eismassenverlusts in den vergangenen Jahrzehnten den Beginn einer lang anhaltenden und irreversiblen Periode des Eisschildrückgangs markieren könnte“, sagt Hauptautor Michael Weber von der Universität Bonn. Verbunden sei dies mit einem erheblichen globalen Meeresspiegelanstieg.
Prof. Nick Golledge, Mitautor der Studie von der Universität Wellington (Neuseeland), kombinierte die Sedimentaufzeichnungen mit Computermodellen über das Verhalten von Eisschilden. „Wir stellten fest, dass das Kalben von Eisbergen auf mehrjährigen Zeitskalen tatsächlich den synchronen Eisabfluss aus dem antarktischen Eisschild widerspiegelt“, sagt er.
Dr. Zoë Thomas von der University of New South Wales in Sydney (Australien) wandte außerdem mathematische Methoden an, um Frühwarnzeichen für Kipppunkte im Klimasystem zu erkennen. „Unsere Analyse zeigt, dass Rückkopplungen wie vertikale Bewegungen in der Erdkruste die Impulse des Eismassenverlusts modulieren“, erklärt sie.
„Die Integration von Daten und Modellen liefert weitere Beweise dafür, dass der antarktische Eisschild während der vergangenen Erwärmung eine viel größere natürliche Variabilität erfahren hat als bisher angenommen“, betont Weber. „Das Tempo von nur einem Jahrzehnt, um ein System zum Kippen zu bringen, ist eigentlich ziemlich beängstigend, denn wenn sich der antarktische Eisschild in Zukunft so verhält wie in der Vergangenheit, erleben wir das Kippen gerade jetzt“. (S.R.)
Förderung:
Gefördert wurde die Studie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der British Royal Society und dem Australian Research Council.
Publikation: Michael E. Weber, Nicholas R. Golledge, Chris J. Fogwill (3), Chris S.M. Turney and Zoë A. Thomas: Decadal-scale onset and termination of Antarctic ice-mass loss during the last deglaciation. Nature Communications; https://doi.org/10.1038/s41467-021-27053-6
