Wenn man über die Antarktis fliegt, ist es schwer zu verstehen, worum es bei der ganzen Aufregung geht. Wie eine gigantische Hochzeitstorte sieht die Schneeschicht auf der größten Eisdecke der Welt glatt und makellos, wunderschön und perfekt weiß aus. Kleine Wirbel von Schneedünen bedecken die Oberfläche.
Aber wenn Sie sich dem Rand der Eisdecke nähern, entsteht ein Gefühl von enormer unterschwelliger Kraft. Risse erscheinen in der Oberfläche, manchmal organisiert wie ein Waschbrett, und manchmal ein komplettes Chaos aus Spitzen und Graten, die das blassblaue kristalline Herz des Eises darunter enthüllen.
Je tiefer das Flugzeug fliegt, desto größer wird das Ausmaß dieser Brüche. Dies sind nicht nur Risse, sondern Schluchten, die groß genug sind, um ein Düsenflugzeug zu verschlucken, oder Türme in der Größe von Denkmälern. Klippen und Risse, Risse in der weißen Decke tauchen auf und deuten auf eine Kraft hin, die Eisblöcke in der Stadt herumschleudern kann wie Autowracks in einer Massenkarambolage. Es ist eine verdrehte, zerrissene, zerrissene Landschaft. Es entsteht auch ein Gefühl von Bewegung, wie es kein eisfreier Teil der Erde vermitteln kann – die gesamte Landschaft ist in Bewegung und scheinbar nicht sehr glücklich darüber.
Die Antarktis ist ein Kontinent, der aus mehreren großen Inseln besteht, von denen eine so groß ist wie Australien, die alle unter einer 10.000 Fuß dicke Eisschicht. Das Eis enthält genug Süßwasser, um den Meeresspiegel um fast 200 Fuß anzuheben.
Seine Gletscher waren schon immer in Bewegung, aber unter dem Eis finden Veränderungen statt, die haben tiefgreifende Wirkung über die Zukunft der Eisdecke – und über die Zukunft der Küstengemeinden auf der ganzen Welt.
Brechen, Ausdünnen, Schmelzen, Kollabieren
Ich arbeite in der Antarktis. Als ein Polarwissenschaftler Ich habe die meisten Bereiche des Inlandeises in mehr als 20 Reisen auf den Kontinent besucht, Sensoren und Wetterstationen mitgebracht, über Gletscher gewandert oder die Geschwindigkeit, Dicke und Struktur des Eises gemessen.
Derzeit bin ich der koordinierende US-Wissenschaftler für ein großes internationales Forschungsvorhaben zum riskantesten Gletscher der Antarktis – mehr dazu gleich. Ich habe behutsam Gletscherspalten überquert, vorsichtig auf hartes, blaues, windgepeitschtes Eis getreten und bin tagelang über die eintönigste Landschaft gefahren, die man sich vorstellen kann.
In den letzten Jahrhunderten war die Eisdecke größtenteils stabil, soweit die Polarwissenschaft das beurteilen kann. Unsere Fähigkeit zu verfolgen, wie viel Eis jedes Jahr herausfließt und wie viel Schnee darauf fällt, reicht weit zurück nur eine Handvoll Jahrzehnteaber was wir sehen, ist eine Eisdecke war noch in den 1980er Jahren nahezu ausgeglichen.
Schon früh geschahen Veränderungen im Eis langsam. Eisberge würden abbrechen, aber das Eis wurde durch neuen Ausfluss ersetzt. Der gesamte Schneefall hatte sich seit Jahrhunderten nicht wesentlich verändert – davon wussten wir Blick auf Eisbohrkerne– und im Allgemeinen schienen der Eisfluss und die Erhebung der Eisdecke so konstant zu sein, dass ein Hauptziel der frühen Eisforschung in der Antarktis darin bestand, einen Ort zu finden, der sich dramatisch verändert hatte.
Aber jetzt, da die umgebende Luft und der Ozean warm sind, Bereiche der antarktischen Eisdecke, die seit Tausenden von Jahren stabil waren brechen, verdünnen, schmelzenoder in einigen Fällen auf einem Haufen zusammenbrechen. Wenn diese Eisränder reagieren, senden sie eine starke Mahnung: Wenn auch nur ein kleiner Teil der Eisdecke vollständig ins Meer bröckeln würde, wären die Auswirkungen auf die Küsten der Welt schwerwiegend.
Wie viele Geowissenschaftler denke ich darüber nach, wie die Erde unter dem Teil aussieht, den wir sehen können. Für die Antarktis bedeutet das, an die Landschaft unter dem Eis zu denken. Wie sieht der begrabene Kontinent aus – und wie gestaltet dieser felsige Untergrund die Zukunft des Eises in einer sich erwärmenden Welt?
Visualisieren der Welt unter dem Eis
Jüngste Bemühungen um Kombinieren Sie Daten aus Hunderten von flugzeug- und bodengestützten Studien haben uns eine Art gegeben Karte des Kontinents unter dem Eis. Es offenbart zwei sehr unterschiedliche Landschaften, getrennt durch das Transantarktische Gebirge.
In der Ostantarktis, dem näher an Australien gelegenen Teil, ist der Kontinent zerklüftet und zerfurcht mehrere kleine Bergketten. Einige von ihnen haben alpine Täler, die von den allerersten Gletschern durchschnitten wurden, die sich vor 30 Millionen Jahren in der Antarktis bildeten, als ihr Klima dem von Alberta oder Patagonien ähnelte. Der größte Teil des Grundgesteins der Ostantarktis liegt über dem Meeresspiegel. Hier brach das stadtgroße Conger-Schelfeis zusammen inmitten einer ungewöhnlich intensiven Hitzewelle im März 2022.
Satellitendaten aus zwei Jahrzehnten zeigen den schnellsten Eisverlust in der Nähe des Thwaites-Gletschers. Bildnachweis: NASA
In der Westantarktis ist das Grundgestein ganz anders, mit Teilen, die viel tiefer liegen. Dieses Gebiet war einst der Meeresboden, eine Region, in der der Kontinent gestreckt und in kleinere Blöcke mit tiefem Meeresboden dazwischen zerbrochen war. Große Inseln aus vulkanischen Gebirgszügen sind durch die dicke Eisdecke miteinander verbunden. Aber das Eis hier ist wärmer und bewegt sich schneller.
Erst vor 120.000 Jahrenwar dieses Gebiet wahrscheinlich ein offener Ozean – und definitiv so in der vergangenen 2 Millionen Jahren. Dies ist wichtig, weil unser Klima heute ist sich schnell nähernden Temperaturen wie vor ein paar Millionen Jahren.
Die Erkenntnis, dass die Eisdecke der Westantarktis in der Vergangenheit verschwunden war, gibt Anlass zu großer Besorgnis im Zeitalter der globalen Erwärmung.
Frühe Stadien eines großangelegten Rückzugs
In Richtung der Küste der Westantarktis ist ein großes Eisgebiet genannt Thwaites-Gletscher. Dies ist der breiteste Gletscher der Erde mit einem Durchmesser von 70 Meilen und entwässert ein Gebiet, das fast so groß ist wie Idaho.
Satellit Daten sagen uns dass es in der ist frühen Stadien eines großangelegten Rückzugs. Die Höhe der Oberfläche ist jedes Jahr um bis zu 3 Fuß gesunken. An der Küste haben sich riesige Risse gebildet und viele große Eisberge wurden abgetrieben. Der Gletscher fließt mit über einer Meile pro Jahr, und diese Geschwindigkeit hat sich in den letzten drei Jahrzehnten fast verdoppelt.
Dieses Gebiet wurde schon früh als ein Ort bemerkt, an dem das Eis lag könnte den Halt auf dem Grundgestein verlieren. Die Region wurde als „schwache Unterseite“ des Eisschildes.
Manche der erste Messungen der Eistiefe unter Verwendung von Radio-Echolot zeigten, dass das Zentrum der Westantarktis Grundgestein bis zu anderthalb Meilen unter dem Meeresspiegel hatte. Das Küstengebiet war flacher, mit einigen Bergen und etwas höherem Gelände; aber eine breite Lücke zwischen den Bergen lag in der Nähe der Küste. Hier trifft der Thwaites-Gletscher auf das Meer.
Dieses Muster mit tieferem Eis, das nahe der Mitte einer Eisdecke hoch aufgetürmt ist, und flacherem, aber immer noch niedrigem Grundgestein nahe der Küste, ist ein Rezept für eine Katastrophe – wenn auch eine sehr langsame Katastrophe.
Eis fließt unter seinem eigenen Gewicht – etwas, das wir in den Geowissenschaften der High School gelernt haben, aber denken Sie jetzt darüber nach. Mit sehr hohem und sehr tiefem Eis in der Nähe des Zentrums der Antarktis besteht ein enormes Potenzial für schnellere Strömungen. Indem sie in der Nähe der Ränder flacher sind, wird die Strömung zurückgehalten – sie schleift auf dem Grundgestein, wenn sie versucht, sie zu verlassen, und eine kürzere Eissäule an der Küste drückt sie nach außen.
Wenn das Eis weit genug zurücktreten würde, würde die sich zurückziehende Front von „dünnem“ Eis ausgehen –immer noch fast 3.000 Fuß dick– zu dickerem Eis in Richtung der Mitte des Kontinents. An der sich zurückziehenden Kante würde das Eis schneller fließen, weil das Eis jetzt dicker ist. Indem er schneller fließt, zieht der Gletscher das Eis hinter sich herunter, wodurch es treiben kann und mehr Rückzug verursacht. Dies ist das, was bekannt ist eine positive Rückkopplungsschleife– Rückzug führt zu dickerem Eis an der Vorderseite des Gletschers, was zu einem schnelleren Fluss führt, was zu mehr Rückzug führt.
Wie wärmeres Wasser den Gletscher untergräbt.
Wärmendes Wasser: Der Angriff von unten
Aber wie würde dieser Rückzug beginnen? Bis vor kurzem hatte sich Thwaites seitdem nicht sehr verändert zuerst kartiert in den 1940er Jahren. Schon früh dachten Wissenschaftler, dass ein Rückzug auf wärmere Luft und Oberflächenschmelze zurückzuführen wäre. Aber die Ursache für die Veränderungen bei Thwaites, die in Satellitendaten zu sehen sind, ist von der Oberfläche aus nicht so einfach zu erkennen.
Unter dem EisDoch an dem Punkt, an dem sich der Eisschild erstmals vom Kontinent abhebt und als schwimmendes Schelfeis über den Ozean hinausragt, wird die Ursache des Rückzugs deutlich. Dabei liegt Meerwasser weit über dem Schmelzpunkt Erosion der Basis des Eiseses zu löschen, wie ein Eiswürfel in einem Glas Wasser auf und ab verschwinden würde.
Wasser, das jedes Jahr bis zu 50 bis 100 Fuß Eis schmelzen kann, trifft hier auf den Rand der Eisdecke. Diese Erosion lässt das Eis schneller fließen und drückt gegen das schwimmende Schelfeis.
Das Schelfeis ist eine der Rückhaltekräfte, die die Eisdecke zurückhalten. Aber Druck vom Landeis ist diese Eisplatte langsam brechen. Wie ein Brett, das unter zu viel Gewicht splittert, entwickelt es riesige Risse. Wenn es nachgibt – und die Kartierung der Brüche und der Strömungsgeschwindigkeit deutet darauf hin, dass dies nur noch ein paar Jahre entfernt ist– es wird ein weiterer Schritt sein, der es dem Eis ermöglicht, schneller zu fließen und die Rückkopplungsschleife zu speisen.
Bis zu 10 Fuß Meeresspiegelanstieg
Wenn wir dieses Jahr von unserem Camp aus auf den eisbedeckten Kontinent zurückblicken, ist das eine ernüchternde Ansicht. Ein riesiger Gletscher, der in Richtung Küste fließt und sich von Horizont zu Horizont erstreckt, erhebt sich bis zur Mitte des Westantarktischen Eisschildes. Man hat das Gefühl, dass das Eis auf die Küste drückt.
Eis ist immer noch Eis – es bewegt sich nicht so schnell, egal was es antreibt; aber dieses riesige Gebiet namens Westantarktis könnte bald einen mehrhundertjährigen Niedergang beginnen, der hinzukommen würde bis zu 10 Fuß auf Meereshöhe. Dabei würde der Anstieg des Meeresspiegels um ein Vielfaches zunehmen, was die Beteiligten in Küstenstädten vor große Herausforderungen stellt. Was so ziemlich wir alle sind.
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