Neue Analysen zeigen, dass sich die Aufsetzlinie des südlichen Ronne-Schelfeises in der Antarktis bei wechselnden Gezeiten um bis zu 15 km verschieben kann. Die heute veröffentlichte Studie in Die Kryosphäreuntersucht die Schlüsselregion, in der das antarktische Landeis in den umgebenden Ozean übergeht. Die Beobachtung und das Verständnis der Dynamik dieser Region können Wissenschaftlern dabei helfen, die Reaktion der Antarktis auf den Klimawandel und damit den Anstieg des globalen Meeresspiegels vorherzusagen.
„Wir gehen normalerweise davon aus, dass die Veränderung der Eisdecke sehr langsam verläuft und sich über Jahrzehnte, Jahrhunderte oder sogar Jahrtausende hinzieht. Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass es einige Prozesse gibt, die über Minuten bis Stunden ablaufen und erhebliche Auswirkungen haben können“, sagt Bryony Freer, Hauptautorin und Glaziologe am British Antarctic Survey und am Centre for Satellite Data in Environmental Science der University of Leeds.
Die Lage der Erdungslinie der Antarktis – die Grenze zwischen dem landgestützten Abschnitt des Eisschildes und dem schwimmenden Schelfeis – trägt zur Kontrolle der Eisstabilität bei. Bei steigender Flut hebt der zusätzliche Auftrieb einen größeren Teil des Schelfeises vom Meeresboden ab und die Aufsetzleine bewegt sich vorübergehend landeinwärts. Bei Ebbe kehrt es in seine seewärtige Position zurück.
Frühere Messungen solcher Erdungslinienbewegungen waren auf kleine Regionen über kurze Zeiträume beschränkt. In der neuen Studie überwachten die Forscher fast fünf Jahre lang einen großen Teil der Erdungslinie des Ronne-Schelfeises (220 km).
Mithilfe von Lasern, die vom umlaufenden Satelliten ICESat-2 vom Eis reflektiert wurden, konnte das Team die Höhe der Eisoberfläche und deren Hebung und Senkung bei täglichen Gezeiten bis auf wenige Zentimeter genau messen. Anhand dieser Informationen berechneten sie die sich ändernde Position der Erdungsleitung.
Die in der neuen Arbeit beschriebene 15-km-Verschiebung der Position der Aufsetzlinie zwischen Flut und Ebbe ist eine der größten, die jemals in der Antarktis beobachtet wurde. Es zeigt, dass sich die Erdungslinie mit mehr als 30 km pro Stunde bewegen kann und dabei Meerwasser mehrere Kilometer weiter landeinwärts unter die Eisdecke spült.
Diese Einwirkung von Meerwasser könnte dazu beitragen, dass das Eis von unten schneller schmilzt. In weniger stabilen antarktischen Regionen wie dem Thwaites-Gletscher ist bekannt, dass dieser Prozess langfristig zu einem historischen Rückzug der Erdungslinie geführt hat.
Die Bewegung der Erdungslinie hängt vom Tidenhub, der Form des Meeresbodens und der Stärke des Eises ab. Die neue Studie ergab, dass sich die Aufsetzlinie in einigen Regionen bei steigender Flut viel schneller landeinwärts bewegte, als sie später bei sinkender Flut zurückkehrte – ein besonders aufregendes Ergebnis, so die Forscher. Dies liegt daran, dass das Meerwasser unter dem Eis eingeschlossen werden könnte, wenn die Erdungslinie weiter vorrückt, und es daher länger dauert, bis es herausgespült wird, was möglicherweise die Geschwindigkeit erhöht, mit der die Eisdecke von unten schmilzt.
„Es ist wichtig, dass wir sowohl unsere Beobachtungen als auch die Modellierung dieser Gezeitenprozesse verbessern, um ihre Funktionsweise besser zu verstehen und die wahrscheinlichen Auswirkungen auf die langfristige Veränderung der Eisdecke herauszufinden“, sagt Freer.
Die Forscher empfehlen, dass alle künftigen satellitengestützten Messungen der Position der Erdungslinie zusammen mit Gezeitenhöhe und -phase auf die nächste Stunde genau mit einem Zeitstempel versehen werden sollten. Sie wollen die Analyse auch in weiteren Teilen der Antarktis wiederholen.
Helen Amanda Fricker, ICESat-2-Wissenschaftsteamleiterin und Professorin am Scripps Institution of Oceanography in Kalifornien sowie Mitautorin des Artikels, sagt: „Diese Arbeit zeigt, wie die beispiellose räumliche und zeitliche Probenahme von ICESat-2 neue Informationen liefern kann.“ über dynamische Merkmale auf Eisschelfs. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass wir diese Messungen bei zukünftigen Missionen fortsetzen.“
Mehr Informationen:
Arten der Gezeitenwanderung der Erdungslinie in der Antarktis, die durch die Laseraltimetrie des Eis-, Wolken- und Landhöhensatelliten 2 (ICESat-2) aufgedeckt wurden. Die Kryosphäre (2023).