Studie besagt, dass der Wendepunkt überschritten ist: ScienceAlert

By | December 15, 2023

Der Pine-Island-Gletscher ist einer der am schnellsten fließenden Eisaustritte des westantarktischen Eisschildes und entwässert eine Fläche von drei Vierteln der Größe des Vereinigten Königreichs. In den letzten Jahrzehnten ist der Gletscher rapide zurückgegangen und hat Eis verloren, was mehr zum globalen Anstieg des Meeresspiegels beigetragen hat als jeder andere antarktische Gletscher.

Die Geschwindigkeit des Gletscherrückgangs und die Geschwindigkeit des Eisverlusts haben zu Bedenken hinsichtlich der Stabilität der Region geführt. Die Modellergebnisse zeigen, dass diese Region der Westantarktis in Zukunft zusammenbrechen könnte. Sollte dies geschehen, könnte der durchschnittliche globale Meeresspiegel um mehrere Meter ansteigen.

In der Vergangenheit gab es Phasen mit einem raschen Anstieg des globalen Meeresspiegels (von 1 cm bis 2 cm pro Jahr). Dies geschah wahrscheinlich, weil die Gletscher schneller an Masse verloren. Einer der dafür verantwortlichen Hauptmechanismen ist die sogenannte „Marine-Eisschild-Instabilität“.

Wenn Gletscher, wie die in der Westantarktis, aufgrund einer Klimaveränderung einen kleinen Rückgang erleben, können sie sich auch dann weiter zurückziehen, wenn sich die Veränderung umkehrt. Im Wesentlichen wird der Gletscher über einen Kipppunkt hinaus gedrückt und erfährt einen schnellen Masseverlust, bis er einen neuen Zustand erreicht.

Diese Art von Rückzug ist irreversibel, da die Klimaveränderung, die erforderlich ist, damit der Gletscher seine ursprüngliche Position wiedererlangt, viel größer ist als der anfängliche Rückgang.

Dieser Instabilitätsmechanismus ist theoretisch gut verstanden und Modelle zeigen, dass er in Zukunft in der Westantarktis auftreten könnte. Bisher gibt es jedoch keinen Beweis dafür, dass dies in der Vergangenheit geschehen ist.

In einer neuen Studie haben wir herausgefunden, dass der Pine-Island-Gletscher ab den 1940er Jahren einen irreversiblen Massenverlust und -rückgang erlebte. Unser Modell legt nahe, dass eine vorübergehende Zunahme des Schmelzens unter seinem schwimmenden Schelfeis ausreichte, um den Gletscher über einen Wendepunkt hinaus zu drücken.

Diese Phase des beschleunigten Rückzugs endete in den 1990er Jahren. Doch in einer separaten Studie, die dasselbe Modell verwendete, stellten wir fest, dass der Gletscher künftige Kipppunkte überschreiten wird, wenn die globale Erwärmung nicht in sicheren Grenzen gehalten wird.

Was ist passiert?

Vor den 1940er Jahren erstreckte sich der Pine Island Glacier noch weiter als heute. Seine Aufsetzlinie – der Punkt, an dem Gletschereis im Ozean zu schwimmen beginnt, anstatt mit dem Boden in Kontakt zu kommen – befand sich 40 km weiter flussabwärts auf einem flachen Bergrücken auf dem Meeresboden. Dieser Grat bot dem Gletscher eine stabile Position und hielt ihn möglicherweise mindestens 5.000 bis 10.000 Jahre lang an Ort und Stelle.

Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass sich die Meeresbedingungen unter dem schwimmenden Schelfeis von Jahr zu Jahr ändern. Hin und wieder kommt wärmeres Wasser mit der schwimmenden Unterseite des Eises in Kontakt, was zu starkem Schmelzen darunter führt.

In den 1940er Jahren löste eine Klimaanomalie in der Westantarktis, die mit einem großen El-Niño-Ereignis in Verbindung gebracht wurde, möglicherweise eine vorübergehende Veränderung der Meeresbedingungen aus.

Wir fanden heraus, dass eine Zunahme der Schmelze aufgrund von Veränderungen der Meeresbedingungen unterhalb des Schelfeises zu einer Ausdünnung des festsitzenden Eises weiter flussaufwärts geführt hätte. Dadurch entstand eine Lücke zwischen dem auf der Erde liegenden Gletscher und dem Meeresboden, wodurch wärmeres Meerwasser an der Bergkette vorbeiströmen konnte. Diese Ergebnisse werden durch Beweise gestützt, die aus Sedimenten unter dem aktuellen Schelfeis gewonnen wurden.

Wenn wärmeres Wasser unter dem neu freigelegten Eis zirkuliert, kommt es zu noch stärkerem Schmelzen und Ausdünnen, und zwar noch schneller.

Unser Modell zeigt, dass dies in den nächsten zwei bis drei Jahrzehnten zu einem raschen Rückzug und einem beschleunigten Eisfluss führte, der in der Ablösung des Schelfeises vom Rücken zwischen den späten 1970er und frühen 1980er Jahren gipfelte. Das in unserem Modell dargestellte Muster und die Zeitskala des Rückzugs sind im Einklang mit Beobachtungen der Gletscherveränderung.

Irreversibler Wandel

Nachdem sich das Schelfeis vom Rücken gelöst hatte, verlangsamte sich der Eisfluss und es kam zu einem allmählicheren Rückzug. Dieser Rückzug wurde erst gestoppt, als die Erdungslinie Anfang der 1990er Jahre einen flachen Abschnitt des Felsens erreichte.

Unsere Analyse zeigt, dass die Phase des schnellen Rückgangs zwischen den 1940er und 1970er Jahren unumkehrbar war. Hätten sich die ozeanischen Bedingungen in diesem Zeitraum abgekühlt und unterhalb des Schelfs weniger geschmolzen, hätte dies den anhaltenden Massenverlust nicht stoppen können.

Diese Ergebnisse zeigen uns, dass sich das schwimmende Schelfeis eines Gletschers über einen Bruchpunkt hinaus zurückziehen kann, wenn die Schmelze an der Basis deutlich zunimmt. Das bedeutet, dass selbst bei Abkühlung der Bedingungen der Verlust der Eismasse irreversibel sein könnte.

Die zukünftigen Auswirkungen davon sind klar. Was vorher passiert ist, kann wieder passieren. Wenn wir zukünftige Kipppunkte der Eisdecke überschreiten, reicht eine einfache Rückkehr zu früheren Klimabedingungen möglicherweise nicht aus, um den Schaden zu beheben.

Brad Reed, Forscher am Institut für Geographie und Umweltwissenschaften der Northumbria University, Newcastle; Hilmar Gudmundsson, Professor für Glaziologie, Northumbria University, Newcastle, und Mattias Green, Professor für physikalische Ozeanographie, Bangor University

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.

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