Der Planet Erde

Warnsysteme

Die Erde verfügt über zwei Klima-Frühwarnsysteme – Regionen, die besonders empfindlich auf die Klimaerwärmung reagieren. Die eine ist die Arktis, die andere die Antarktis.

In diesen Reichen des ewigen Eises verzeichnen die Wissenschaftler rascher und früher die rapiden Veränderungen und dramatischen Folgen des Klimawandels als irgendwo sonst auf der Erde.

Auf Bildern sehen sich die Oberflächen der beiden Pole zum Verwechseln ähnlich. Hier wie da Eis und Schnee, so weit das Auge reicht. Aber unter der Oberfläche könnten sie unterschiedlicher kaum sein. Im Gegensatz zu der gewaltigen, über drei Kilometer dicken Eiskappe der Antarktis misst der arktische Eisschild im Durchschnitt weniger als drei Meter. Der Grund dafür findet sich unter dem Eis: Die Antarktis ist eine vom Meer umgebene Landmasse, die Arktis dagegen ein von Landmassen umgebener Ozean.

Arktis

Da schwimmende Eiskappen der Arktis – und die gefrorene Bodenschicht auf den nördlich des Polarkreises liegenden Landflächen, die das Nordpolarmeer umschliessen – so dünn ist, ist sie in höchstem Masse durch die rapide steigenden Temperaturen gefährdet. Gleichzeitig steigen im Zuge der Klimaerwärmung nirgendwo sonst auf der Erde die Temperaturen schneller an als in der Arktis – mit der Folge, dass die arktische Eisdecke erschreckend schnell abschmilzt.

Das Ward-Hunt-Schelfeis (Bild oben) ist das grösste Schelfeis der Arktis. Vor 5 Jahren brach die seit 3000 Jahren stabile Eismasse zum Erstaunen der Wissenschaftler in zwei etwa gleich grosse Teile auseinander.

Die US-Marine führt ein ständig aktualisiertes Register der mit einem speziellen Oberflächenradar vermessenen Dicke des Eises in der Arktis. Diese Daten, die von der US-Marine über viele Jahre hinweg als geheim eingestuft und vor kurzem freigegeben wurden, erzählen eine dramatische Geschichte.

Seit den siebziger Jahren gehen die Gesamtfläche und die Mächtigkeit der arktischen Eiskappe stark zurück. Wenn wir, warnen etliche Studien, so weitermachen wie bisher, wird die arktische Eiskappe – die eine zentrale Rolle für den Temperaturhaushalt der Erde spielt – jedes Jahr im Sommer vollständig verschwinden. Das zu verhindern, muss eine unserer höchsten Prioritäten sein.

Meereisfläche: Nordhalbkugel

Die arktische Eiskappe schmilzt zum einen so rasch ab, weil sie auf dem Nordpolarmeer schwimmt und daher viel dünner als die antarktische Eiskappe ist. Zweitens nimmt die absorbierte Wärmeenergie in dem Mass zu, in dem die Eisfläche abschmilzt. Wie die schematische Darstellung unten zeigt, reflektiert das Eis wie ein gigantischer Spiegel einen Grossteil der Sonneneinstrahlung, während das Meerwasser einen Grossteil der Wärmeenergie absorbiert. Das Wasser erwärmt sich und beschleunigt das Abschmelzen der Eisflächen zusätzlich. Das ist ein klassisches Beispiel für eine „positive Rückkopplung“, und genau das spielt sich derzeit in der Arktis ab.

Das Abschmelzen des Eises hat für Tiere wie den Polarbären verheerende Folgen. Laut einer neueren wissenschaftlichen Studie sind in jüngster Zeit zahlreiche Eisbären durch Ertrinken ums Leben gekommen. Solche Fälle waren in der Vergangenheit sehr selten. Jetzt aber müssen die Eisbären viel längere Strecken schwimmen, um von einer Eisscholle zur nächsten zu gelangen. An manchen Orten liegt der Packeisrand 50 bis 70 Kilometer von der Küste entfernt.

Der Anblick der gewaltigen Flächen offenen Wassers im hohen Norden, die vor nicht allzu langer Zeit noch von Eis bedeckt waren, darf uns nicht gleichgültig sein. Im Gegenteil. Angesichts der massiven Auswirkungen, die das Verschwinden des nordpolaren Packeises auf den gesamten Planeten hat, müssen wir das sehr ernst nehmen.

Das Abschmelzen des arktischen Eises droht die weltweiten Klimamuster grundlegend zu ändern. Für die Wissenschaftler ist das globale Klima ein „nichtlineares System“, ein kompliziert klingender Ausdruck dafür, dass die Veränderungen, die uns bevorstehen, keineswegs schrittweise ausfallen werden. Klimaänderungen können, und das ist in der Vergangenheit belegt, sehr plötzlich und sehr drastisch erfolgen.

Das globale Klima lässt sich am besten als eine Art Maschine zur Umverteilung von Wärmeenergie vom Äquator und den Tropen an die Pole begreifen. Ein Grossteil der von der Sonne auf die Erde einstrahlenden Energie wird zwischen dem Wendekreis des Krebses und dem Wendekreis des Steinbocks absorbiert, also dort, wo die Sonne das ganze Jahr über senkrecht am Himmel steht. Der Nord- und der Südpol dagegen werden in dem halben Jahr, in dem dort die Sonne scheint, vom Sonnenlicht quasi nur gestreift und liegen das andere halbe Jahr völlig im Dunkeln.

Die Umverteilung der Wärmeenergie vom Äquator an die Pole treibt die grossen Wind- und Meeresströmungen wie den Jetstream und den Golfstrom an. Diese Strömungen folgen seit dem Ende der letzten Eiszeit vor rund 10 000 Jahren weitgehend denselben Mustern. Ihre Unterbrechung würde unabschätzbare Folgen für die gesamte menschliche Zivilisation haben. Doch genau das könnte die globale Klimaerwärmung bewirken.

Die globale Durchschnittstemperatur beträgt in etwa 15,3 Grad Celsius. Bei einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2,5 Grad Celsius würden die Temperaturen am Äquator nur um 0,5 bis 1 Grad Celsius zunehmen, am Nordpol jedoch um 6,5 Grad Celsius, und an der Peripherie der Antarktis würden sie ebenfalls überdurchschnittlich stark steigen. Mit anderen Worten, die grossen Wind- und Meeresströmungen, die nach der letzten Eiszeit entstanden und seitdem relativ stabil geblieben sind, könnten sich fundamental ändern oder abreissen.

Die menschliche Zivilisation war noch nie einer vergleichbaren Veränderung ihrer Umwelt aus-gesetzt. Unser heutiges Klima hat die gesamte Geschichte der menschlichen Zivilisation hindurch existiert. Alle menschlichen Ansiedlungen – jede Stadt, jedes Dorf, jeder Bauernhof – sind auf Grundlagen der Klimamuster, die wir seit jeher kennen, dort entstanden, wie sie heute stehen.

Antarktis

Das zweite Klima-Frühwarnsystem neben der Arktis ist die Antarktis, die mit Abstand grösste Eismasse unseres Planeten.

Die Antarktis stellt die grösstmögliche Annäherung an die Bedingungen auf einem anderen Planeten dar, die man auf der Erde erfahren kann. So weit das Auge reicht nur gleissendes, unbarmherziges Weiss. Sie ist unglaublich gross und unvorstellbar kalt, viel kälter als die Arktis. Die riesigen Massen von Schnee verdecken eine überraschende Tatsache: die Antarktis ist im Grunde genommen eine extrem trockene Wüste. Im Durchschnitt fallen hier kaum 20 Millimeter Niederschlag pro Jahr.

Die Antarktis ist ein neutrales Gebiet. Ein internationales Abkommen regelt, dass es hier weder Gebietsansprüche noch militärische Aktivitäten gibt. Der ganze Kontinent ist der friedlichen Forschung vorbehalten. Derzeit betreiben mehr als ein Dutzend Staaten Forschungsprojekte in der Antarktis. Von den USA werden neben der Amundsen-Scott-Südpolstation zwei weitere Forschungsbasen betrieben, die unter der Aufsicht der National Science Foundation stehen.

Die wichtigste amerikanische Operationsbasis, Ross Island, liegt am Rande des Kontinents, sodass sie im Sommer per Schiff versorgt werden kann. Ross Island befindet sich im McMurdo Sound, direkt gegenüber von Neuseeland, jenseits der unruhigsten Gewässer der Erde. Sie ist über Schelfeis mit dem Festland verbunden. Die meisten Besucher reisen in Spezialflugzeigen an, die im antarktischen Sommer auf einer Landebahn auf dem Eis landen können. Es ist kein gutes Zeichen, dass auf Ross Island vor wenigen Jahren zum ersten Mal Regen registriert wurde.

Leben in nennenswertem Umfang gibt es nur an der Küste der Antarktis: Pinguine, Robben und Vögel, die sich aus dem Meer ernähren. Jenseits des äussersten Randes jedoch findet man nicht die geringsten Anzeichen von Leben – abgesehen von den wenigen Wissenschaftlern, die sich in der Regel nicht allzu weit und nicht allzu lange von ihren geheizten Unterkünften entfernen.

John Mercer, ein Wissenschaftler, sagte 1978: „Eines der Alarmzeichen, dass in der Antarktis eine gefährliche Erwärmung stattfindet, wird das Bersten von Schelfeis an den Küsten der Antarkti¬schen Halbinsel sein, das im Norden beginnen und sich dann allmählich nach Süden ausdehnen wird.“

Die Karte oben zeigt die Antarktische Halbinsel. Jeder orangefarbene Fleck steht für Schelfeis-Platten, die seit der Warnung Mercers geborsten sind. Jede dieser Platten hatte eine Fläche von mindestens 4000 Quadratkilometern.

Der rote Fleck mit der Beschriftung 2002 in der oberen Grafik ist das Larsen-B-Schelf (siehe Bild rechts). Das Bild veranschaulicht die gigantischen Ausmasse der Eisschelfe, die mehr als 200 Meter über der Meeresoberfläche aufragen.

Das Larsen-B-Eisschelf, das auf den Fotos unten zu sehen ist, war mehr als 200 km lang und bis zu 50 km breit.

Die schwarzen Stellen auf dem Schelf vermitteln den Eindruck, man könne durch das Eis hindurch das Meer sehen. Doch der Eindruck täuscht. In Wirklichkeit handelt es sich um Schmelzwasser, das sich auf dem Schelf angesammelt hat.


Satellitenaufnahme vom Larsen-B-Eisschelf, 31. Januar 2002	17. Februar 2002

23. Februar 2002	5. März 2002

Die Wissenschaftler waren der Ansicht, dieses Eisschelf würde mindestens weitere 100 Jahre lang stabil bleiben – trotz der Klimaerwärmung. Doch am 31. Januar 2002 begann es zu bersten. 35 Tage später was es komplett zerfallen, der grösste Teil an zwei aufeinander folgenden Tagen innerhalb dieses Zeitraums. Die Forscher waren verblüfft, weil sie keine Erklärung für diesen Vorgang hatten. Warum waren ihre Prognosen falsch gewesen? Wie konnte das so schnell passieren?

Sie erkannten, dass sie die Ansammlungen von Schmelzwasser oben auf der Eismasse falsch eingeschätzt hatten. Sie hatten angenommen, das Schmelzwasser werde wieder gefrieren. Doch heute wissen sie, dass das Wasser durch das Eis hindurch sickert und es durchlöchert wie einen Schweizer Käse.

Als das Schelfeis geborsten war, kam das Festlandeis dahinter in Bewegung, das normalerweise durch das Schelfeis gebremst wird. Es gleitet nun mit deutlich erhöhter Geschwindigkeit Richtung Meer.

Auch das kam unerwartet und ist hochproblematisch: Wenn Eis schmilzt oder ins Meer stürzt – egal, ob es sich um einen Berggletscher handelt oder um Festlandeis in der Antarktis oder auf Grönland -, dann steigt der Meeresspiegel.

Das ist der Grund, weshalb der Meeresspiegel weltweit angestiegen ist und weiter ansteigen wird, wenn die Erderwärmung nicht aufgehalten wird.

Der zukünftige Anstieg des Meeresspiegels könnte sehr viel drastischer ausfallen und in sehr viel kürzerer Zeit erfolgen. Er hängt davon ab, was in der Antarktis und in Grönland passiert – und was wir gegen die Klimaerwärmung tun oder nicht tun.

Diese riesigen Eisflächen in der Antarktis und in Grönland sind gefährdet.

Der Eisschild der Ostantarktis ist die grösste Eisfläche der Erde. Bisher hatten Wissenschaftler angenommen, er wachse immer noch. Zwei neue Studien, die 2006 veröffentlicht wurden, kamen zu dem Ergebnis, dass das Eisvolumen in der Ostantarktis insgesamt abnimmt und dass 85 % der Gletscher dort ihre Fliessgeschwindigkeit erhöht haben.

Zweitens zeigte sich, dass die Lufttemperatur, gemessen hoch über dem Eisschild, schneller angestiegen ist als irgendwo sonst auf der Erde. Dieses Ergebnis überraschte die Wissenschaftler. Das Phänomen ist noch unerklärt.

Forscher gehen weiterhin davon aus, dass die Ostantarktis länger stabil bleiben wird als der Westantarktische Eisschild, der auf einer Reihe von Inseln ruht. Diese ungewöhnliche geologische Konstellation ist aus zwei Gründen von Bedeutung:

Das Gewicht dieses Eisschildes lastet auf dem Land, sodass es noch keinerlei Meereswasser verdrängt hat, wie das bei schwimmendem Eis der Fall wäre. Wenn er also schmelzen oder sich von seiner Verankerung auf den Inseln lösen und ins Meer abrutschen würde, würde das einen weltweiten Anstieg des Meeresspiegels um 6 Meter bedeuten.
Unter grossen Teilen dieses Eisschildes fliesst das Meer. Wissenschaftler haben festgestellt, dass sich die Strukturen an der Unterseite des Eisschildes durch die gestiegenen Wassertemperaturen in gefährlicher Weise verändert haben.

Der Westantarktische Eisschild ist fast so gross und schwer wie der Eisschild auf Grönland, der den weltweiten Meeresspiegel ebenfalls um 6 Meter erhöhen würde, wenn er abschmelzen oder zerbersten und ins Meer rutschen würde.

Die graublauen Stellen sind Schelfeis-Platten, das heisst, darunter befindet sich kein Festland, sondern das Meer. Da sich die Temperatur des Meerwassers erhöht, werden diese Platten von unten aufgeweicht und destabilisiert. Wenn diese Schelfeis-Platten zerbersten und im Meer versinken, können sie dem Festlandeis keinen Halt mehr geben, wodurch dieses auch ins Rutschen geraten.