Dramatische Bilder von großen Eisbrocken, die ins Meer stürzen, sind in jeder Dokumentation über den Klimawandel zu sehen und zu einem Symbol für den menschlichen Eingriff in die Umwelt geworden.
Dahinter versteckt sich ein Prozess, der in der Glaziologie Kalben genannt wird. Er ist relativ einfach erklärt.
Die Inlandseismassen der Antarktis und Grönlands berühren an ihren Rändern das Meer. Der Schwerkraft folgend schieben sich die Gletscher-Enden, auch Kalbungsfronten genannt, aufs Meerwasser hinaus. Dort verringert sich der Fließwiderstand für die Eismassen.
Die dadurch hervorgerufene Längsstreckung des Eises lässt Spalten entstehen und Eisbrocken brechen ab. Auch die Ausdünnung des Eises durch den Kontakt mit dem Meerwasser begünstigt das Kalben.
Das wiederum destabilisiert das Inlandeis, wodurch neue Eismassen auf das Meer hinausgeschoben werden. Der gesamte Prozess macht einen beträchtlichen Anteil an dem Masseverlust der großen Eisschilde unseres Planeten aus.
Die gängigen Methoden der Eismassebilanzierung bilden diesen Verlust nicht ab. Sie konzentrieren sich in der Regel auf die Ausdünnung des Inlandeises. Dafür gibt es auch gute Gründe.
Schließlich sind für den Meeresspiegel nur Veränderungen des Inlandeises relevant. "Wenn Eis schmilzt, das bereits auf dem Ozeanwasser schwimmt, ändert sich nach dem Archimedischen Prinzip der Meeresspiegel nicht", erklärt Martin Horwath, Erdsystemforscher an der Technischen Universität Dresden.
Unwichtig ist die Veränderung der Kalbungsfronten trotzdem nicht. Das finden auch die Autoren einer am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature erschienenen Grönland-Studie.
Die Forschungsgruppe um den US-amerikanischen Fernerkundungsspezialisten Chad Greene untersuchte, wie sich die Kalbungsfronten zwischen 1985 und 2022 veränderten. Sie kam zu dem Ergebnis, dass der Eisschild in dem Zeitraum rund 20 Prozent mehr Masse verloren hat, als bisherige Schätzungen ergeben hatten.
Grönlandeis schrumpft immer schneller
Daraus errechneten die Autor:innen, dass der Grönländische Eisschild jede Stunde gigantische 30 Millionen Tonnen Eis verliert.
Die Forscher rekonstruierten den Rückzug der Eisränder mithilfe von über 200.000 Satellitenbildern. Erst seit 2014 existieren Satellitendaten, die die Ränder des Grönlandeisschildes in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung darstellen.
Für den vorherigen Zeitraum nutzten die Autor:innen maschinelles Lernen und komplexe Eismodelle, um die lückenhaften Daten zu ergänzen.
"Für einzelne Gletscher waren die Kalbungsfronten auch für längere Zeiträume gut dokumentiert. Aber ein flächendeckender Datensatz über 40 Jahre in monatlicher Auflösung ist neu und wertvoll für das Verständnis, wie sich die Klimaveränderungen auf die Eisverluste in Grönland auswirken", sagte Ingo Sasgen, Glaziologe am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, der an der Studie nicht beteiligt war.
Die Daten zeigen, dass sich der Rückgang des Eises ab der Jahrtausendwende deutlich beschleunigt hat. Rund 1.000 Milliarden Tonnen Eis sind seit dem Jahr 2000 geschmolzen. Insgesamt ist der Grönländische Eisschild in den untersuchten 37 Jahren um über 5.000 Quadratkilometer geschrumpft – eine Fläche, in die das Saarland zweimal hineinpasst.
Es ist allerdings nicht nur das Schwinden des Grönlandeises, das den Wissenschaftler:innen Sorgen bereitet. All das Eis ist natürlich nicht einfach weg, sondern landet als Süßwasser im Atlantischen Ozean.
Das, so die Autoren, gefährde möglicherweise die Stabilität der Atlantischen Umwälzzirkulation. Teil dieses Strömungssystems ist der für das europäische Klima so wichtige Golfstrom. Er transportiert warmes Wasser an die europäischen Küsten.
Der Prozess ist auch hier recht schnell erklärt: Süßwasser verdünnt das Oberflächenwasser des Meeres, senkt den Salzgehalt und damit die Dichte des Wassers ab. Das addiert sich zur ohnehin fortlaufenden Dichteabnahme des Oberflächenwassers durch die Erwärmung.
Durch die geringere Dichte sinkt das Wasser langsamer in die Tiefe, wo es zurück in Richtung Süden fließt. Genau diese aufgrund des Dichteunterschieds bestehende Absenkbewegung ist aber ein entscheidender Antrieb der Umwälzzirkulation.
Suche nach dem Kipppunkt
Die Umwälzzirkulation gehört ebenso wie der Grönlandeisschild zu den Kippelementen des Erdsystems. Wie weit entfernt die Kipppunkte hier allerdings liegen, ist wissenschaftlich stark umstritten.
Unumstritten ist, dass die Zirkulation an Kraft verliert. Sie ist laut einer vor wenigen Jahren erschienenen Studie gegenwärtig schwächer als während der letzten 1.600 Jahre. Eine jüngere Untersuchung kam zu dem Schluss, dass die Zirkulation schon Mitte des Jahrhunderts zusammenbrechen könnte.
Andere Wissenschaftler:innen äußerten jedoch Zweifel an der Prognose. Einige Studien legten zudem nahe, dass grönländisches Schmelzwasser größtenteils gar nicht die Regionen erreicht, die besonders wichtig für die Tiefenwasserbildung sind.
Doch auch schon eine Abschwächung der Zirkulation schadet möglicherweise der CO2-Aufnahmefähigkeit der Ozeane. Durch die Zirkulation wird kohlenstoffreiches Oberflächenwasser in die Tiefsee transportiert. Je langsamer die Strömung, desto länger verbleibt kohlenstoffgesättigtes Wasser an der Oberfläche und verringert die Senkenleistung des Atlantiks.
Die neue Studie liefert nun ein weiteres Puzzlestück für verlässlichere Prognosen. Es sei allerdings nicht so, dass bisherige Schätzungen revidiert werden müssten, erläuterte Erdwissenschaftler Horwath. Vergangene Schätzungen hätten sich meist ausschließlich mit dem Inlandeis befasst.
"Es ist klar, dass die Masse des aufliegenden Eises weniger abnimmt als die Masse von aufliegendem und aufschwimmendem Eis zusammen", sagte er. Mit Blick auf die Auswirkungen auf die Meeresströmungen fügte er an: "Die Ergebnisse der Studie werden dazu beitragen, dass Untersuchungen zu Änderungen von Meeresströmungen genauer werden."
