Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass ein eisschildweiter Kollaps in der Westantarktis nicht unvermeidlich ist: Das Tempo des Eisverlusts variiert je nach regionalen Unterschieden in Atmosphäre und Ozeanzirkulation.
Ein internationales Forscherteam hat Satellitenbilder und Klima- und Ozeanaufzeichnungen kombiniert, um das bisher detaillierteste Verständnis darüber zu erhalten, wie der westantarktische Eisschild – der genug Eis enthält, um den globalen Meeresspiegel um 3,3 Meter anzuheben – auf den Klimawandel reagiert.
Die Forscher der University of Cambridge, der University of Edinburgh und der University of Washington fanden heraus, dass das Tempo und das Ausmaß der Eisdestabilisierung entlang der Küste der Westantarktis je nach regionalem Klima variieren.
Ihr Ergebnisseberichtet in der Zeitschrift Naturkommunikationzeigen, dass sich das westantarktische Eisschild zwar weiter zurückzieht, sich das Tempo des Rückzugs jedoch in einer gefährdeten Region der Küste zwischen 2003 und 2015 verlangsamte. Diese Verlangsamung wurde durch Änderungen der umgebenden Meerestemperatur verursacht, die wiederum durch Schwankungen vor der Küste verursacht wurden Windverhältnisse.
Das Meereseis der Westantarktis, Heimat der riesigen und instabilen Pine-Island- und Thwaites-Gletscher, sitzt auf einer Landmasse, die bis zu 2.500 Meter unter der Meeresoberfläche liegt. Seit den frühen 1990er Jahren haben Wissenschaftler in diesem Gebiet eine abrupte Beschleunigung des Schmelzens, des Rückzugs und der Geschwindigkeit des Eises beobachtet, was teilweise auf den vom Menschen verursachten Klimawandel im vergangenen Jahrhundert zurückgeführt wird.
Andere Wissenschaftler haben zuvor angedeutet, dass diese Art von Reaktion über einer tief liegenden Landmasse der Beginn eines irreversiblen, eisschildweiten Zusammenbruchs sein könnte, der als Meereseisschildinstabilität bezeichnet wird und unabhängig von weiteren klimatischen Einflüssen andauern würde.
„Die Idee, dass eine Meereseisdecke, sobald sie einen bestimmten Kipppunkt passiert, eine außer Kontrolle geratene Reaktion hervorrufen wird“, sagte Dr. Frazer Christie vom Scott Polar Research Institute in Cambridge, der Hauptautor der Veröffentlichung. „Trotzdem bleibt die Frage offen, inwieweit fortschreitende Klimaveränderungen den Eisverlust entlang der gesamten westantarktischen Küste noch regulieren.“
Unter Verwendung von Beobachtungen, die von einer Reihe von Satelliten gesammelt wurden, fanden Christie und Kollegen ausgeprägte regionale Unterschiede in der Entwicklung des westantarktischen Eisschilds seit 2003 aufgrund des Klimawandels, wobei sich das Tempo des Rückgangs im Amundsensee-Sektor im Vergleich zum benachbarten deutlich verlangsamt hat und stark beschleunigter Bellingshausen Sea Sector.
Durch die Analyse von Klima- und Ozeanaufzeichnungen verknüpften die Forscher diese regionalen Unterschiede mit Änderungen in der Stärke und Richtung von Offshore-Oberflächenwinden.
In diesem Teil der Antarktis kommen die vorherrschenden Winde aus dem Westen. Wenn diese Westwinde stärker werden, wirbeln sie wärmeres, salzhaltigeres Wasser aus den Tiefen des Ozeans auf, das die antarktische Küste erreicht und die Eisschmelze beschleunigt.
„Aber zwischen 2003 und 2015 vor der Küste des Amundsensee-Sektors nahm die Intensität der vorherrschenden Westwinde ab“, sagte Christie. „Das bedeutete, dass das tiefere, wärmere Wasser nicht eindringen konnte, und wir sahen eine bemerkenswerte Änderung des entsprechenden Gletscherverhaltens entlang der Region: eine deutliche Verringerung der Schmelzrate und des Eismassenverlusts.“
Was also verursachte diese schwächeren Winde und damit die reduzierte Eisschmelze? Die Forscher fanden heraus, dass die Hauptursache eine ungewöhnliche Vertiefung des Niederdrucksystems der Amundsensee war, die zu einem geringeren Eindringen von warmem Wasser führte. Dieses System ist das wichtigste atmosphärische Zirkulationsmuster in der Region, und sein Druckzentrum – in dessen Nähe die Änderungen der Offshore-Windstärke am größten sind – befindet sich normalerweise den größten Teil des Jahres vor der gleichnamigen Küste.
Weiter entfernt von diesem Druckzentrum fanden die Forscher heraus, dass die beschleunigte Reaktion der Gletscher, die aus dem Bellingshausen Sea Sector fließen, durch relativ unverändertere Winde erklärt werden kann, was im Vergleich dazu eine anhaltendere ozeangetriebene Schmelze ermöglicht.
Letztendlich veranschaulicht die Studie die Komplexität der konkurrierenden Wechselwirkungen zwischen Eis, Ozean und Atmosphäre, die kurzfristige Veränderungen in der Westantarktis vorantreiben, und wirft wichtige Fragen darüber auf, wie schnell sich der eisige Kontinent in einer sich erwärmenden Welt entwickeln wird.
„Ozean- und atmosphärische Antriebsmechanismen sind in der Westantarktis immer noch sehr, sehr wichtig“, sagte Co-Autor Professor Eric Steig von der University of Washington in Seattle. „Das bedeutet, dass ein Eisschildkollaps nicht unvermeidlich ist. Es hängt davon ab, wie sich das Klima in den nächsten Jahrzehnten verändert, was wir durch die Reduzierung der Treibhausgasemissionen positiv beeinflussen könnten.“
Die Forscher betonen, dass weitere Arbeiten erforderlich sind, um zu untersuchen, wie wichtig solche Mechanismen in Zukunft vor dem Hintergrund einer zunehmenden Instabilität der Meereseisdecke sein werden. Co-Autor Professor Robert Bingham von der University of Edinburgh arbeitet jetzt direkt am Thwaites-Gletscher, um zu verstehen, wie er vom Klimawandel beeinflusst wird.
„Diese Studie bekräftigt die dringende Notwendigkeit zu klären, wie schnell sich die am stärksten gefährdeten Regionen des westantarktischen Eisschilds wie der Thwaites-Gletscher zurückziehen werden, mit globalen Folgen für den Anstieg des Meeresspiegels“, sagte Bingham. „Neue Daten, die wir derzeit von einer Traverse über den Thwaites-Gletscher im Januar dieses Jahres erhalten, werden dieses Ziel direkt ansprechen.“
„Es gibt eine enge Verbindung zwischen dem Klima und dem Verhalten des Eises“, sagte Christie. „Wir sind in der Lage, die Eisverluste in der Westantarktis zu mindern – wenn wir die CO2-Emissionen eindämmen.“
Mehr Informationen:
Die interdekadische Klimavariabilität induziert eine unterschiedliche Eisreaktion entlang der dem Pazifik zugewandten Westantarktis, Naturkommunikation (2023). DOI: 10.1038/s41467-022-35471-3