Derzeit stabile Teile der Ostantarktis könnten näher am Schmelzen stehen, als irgendjemand gedacht hat

In einem sich erwärmenden Klima wird erwartet, dass Schmelzwasser aus der Antarktis erheblich zum Anstieg der Meeresspiegel beitragen wird. Der größte Teil der Forschung konzentrierte sich jedoch auf die Westantarktis, an Orten wie dem Thwaites-Gletscher, der in den letzten Jahrzehnten stark abgeschmolzen ist.

In einem Papier veröffentlicht 19. Januar in Geophysikalische ForschungsbriefeForscher in Stanford haben gezeigt, dass das subglaziale Wilkes-Becken in der Ostantarktis, das genug Eis enthält, um den globalen Meeresspiegel um mehr als 10 Fuß anzuheben, einem außer Kontrolle geratenen Schmelzen näher sein könnte, als irgendjemand gedacht hätte.

„In dieser Region gab es nicht viele Analysen – es gibt dort riesige Eismengen, aber sie waren relativ stabil“, sagte Eliza Dawson, Doktorandin. Student der Geophysik in Stanford und Erstautor der Arbeit. „Wir untersuchen zum ersten Mal die Temperatur an der Basis des Eisschildes und wie nah es einem möglichen Schmelzen ist.“

Das Wilkes Subglacial Basin ist etwa so groß wie Kalifornien und mündet über einen relativ kleinen Küstenabschnitt in den Südpolarmeer. Dawson und ihre Kollegen fanden Hinweise darauf, dass die Basis der Eisdecke kurz vor dem Auftauen steht. Dies erhöht die Möglichkeit, dass diese Küstenregion, die das Eis im gesamten subglazialen Wilkes-Becken zurückhält, selbst auf kleine Temperaturänderungen empfindlich reagieren könnte.

Eine Mischung aus gefrorenem und aufgetautem

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das subglaziale Wilkes-Becken aufgrund der Tatsache, dass der Boden in dieser Region unter dem Meeresspiegel liegt und vom Ozean weg abfällt, besonders anfällig für irreversibles Abschmelzen sein könnte, wenn wärmendes Meerwasser unter die Eisdecke gelangen würde. Dawson und ihre Kollegen sind die ersten, die untersuchen, wie die aktuelle Temperatur an der Basis des Eisschildes in der Region diese Verwundbarkeit verstärken könnte.

Die Forscher sammelten Daten aus bestehenden Radarmessungen, die von Flugzeugen durchgeführt wurden, die über den Gletscher flogen. Die Flugzeuge zeichnen Reflexionen elektromagnetischer Signale auf, die durch die Eisdecke gewandert sind und vom Boden darunter reflektiert wurden. Dawson und ihre Kollegen entwickelten eine neue Technik zur Analyse dieser Daten und wandelten Querschnittsbilder von Eis und Grundgestein in Informationen über die Temperaturbedingungen an der Basis des Eisschildes um.

„Die Temperatur des Eises beeinflusst auf vielfältige Weise, wie stark das Radar reflektiert wird, sodass eine einzelne Messung nicht eindeutig ist“, sagte Dustin Schroeder, außerordentlicher Professor für Geophysik und Elektrotechnik. „Dieser statistische Ansatz umfasste im Wesentlichen die Auswahl von Regionen, von denen man annehmen konnte, dass sie entweder gefroren oder aufgetaut waren, und den Vergleich anderer Radarsignaturen damit. Dadurch konnten wir sagen, ob andere Bereiche der Eisdecke definitiv gefroren, definitiv aufgetaut oder schwer zu bestimmen waren.“

Die Forscher fanden große Gebiete mit gefrorenem und aufgetautem Boden, die über die gesamte Region verstreut waren, der Großteil des Gebiets konnte jedoch nicht eindeutig der einen oder anderen Kategorie zugeordnet werden. In manchen Fällen kann dies auf Veränderungen in der Geometrie des Eisschildes oder andere Komplikationen in den Daten zurückzuführen sein, es könnte aber auch bedeuten, dass große Teile des Bodens unter dem Eisschild entweder kurz vor dem Auftauen stehen oder aus dicht durchmischtem Eis bestehen und aufgetaute Bereiche. Wenn Letzteres zutrifft, könnten die Gletscher im Wilkes Subglacial Basin bei nur einem geringen Temperaturanstieg an der Basis des Eisschildes einen Kipppunkt erreichen.

„Dies deutet darauf hin, dass in Zukunft ein Gletscherrückgang möglich sein könnte“, sagte Dawson. „Dieser Teil der Ostantarktis wurde weitgehend übersehen, aber wir müssen verstehen, wie er sich entwickeln und instabiler werden könnte. Was müsste passieren, damit es zu einem Massenverlust kommt?“

Bessere Vorhersagen für die Ostantarktis

Verschiedene Modelle haben sehr unterschiedliche Zukunftsaussichten für das Wilkes Subglacial Basin und seine Auswirkungen auf den Anstieg des Meeresspiegels vorhergesagt, weil es einfach nicht genügend Daten über die Region gab. Die Forscher planen, ihre Radar-basierten Temperaturbeobachtungen in ein Eisschildmodell zu integrieren, um Vorhersagen darüber zu verbessern, wie sich die Region unter verschiedenen Klimaszenarien entwickeln wird.

Sie hoffen, dass ihre Arbeit hervorheben wird, wie wichtig es ist, dieses und andere Gebiete der Ostantarktis zu untersuchen, die stabil erschienen, aber eine wichtige Rolle in unserer Zukunft spielen könnten.

„In diesem Bereich herrschen Bedingungen, deren Änderung wir uns vorstellen könnten“, sagte Schroeder. „Und wenn warmes Meerwasser dort ankommt, wird es einen ganzen Teil der Antarktis ‚anmachen‘, von dem wir normalerweise nicht denken, dass er zum Anstieg des Meeresspiegels beiträgt.“

Schroeder ist Senior Fellow des Stanford Woods Institute for the Environment und Fakultätsmitglied des Stanford Institute for Human-Centered Artificial Intelligence. Weitere Co-Autoren sind vom Georgia Institute of Technology, dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Dartmouth College.