Als Ende Juli die Überreste der zweiten Hitzewelle im Sommer über Grönland wanderten, begann mehr als die Hälfte der Eisdecke zum ersten Mal seit 2012 zu schmelzen Natur zeigt, dass Megaschmelzen wie dieses, die durch den Klimawandel verstärkt werden, nicht nur dazu führen, dass Grönland Milliarden Tonnen Eis verschüttet. Sie bewirken, dass das verbleibende Eis dichter wird.

"Eisplatten" – feste Eisbretter, die Hunderte von Quadratmeilen überspannen und 50 Fuß dick werden können – breiten sich auf der porösen, mit Luft gefüllten Oberfläche der grönländischen Eisdecke aus, während sie öfter schmilzt und wieder einfriert. Von 2001 bis 2014 dehnten sich die Platten auf einer Fläche von etwa 40.000 Quadratkilometern aus und bildeten eine undurchlässige Barriere in der Größe von West Virginia, die verhindert, dass Schmelzwasser durch das Eis tropft. Stattdessen fließt das Schmelzwasser über Land ab und gelangt schließlich ins Meer.

Während sich die Eisplatten weiter ausbreiten, prognostizieren die Autoren der Studie, dass Grönlands Oberfläche immer mehr zu einer „Abflusszone“ wird, was den Beitrag der Eisdecke zum globalen Anstieg des Meeresspiegels erhöht und möglicherweise unerwartete Veränderungen verursacht.

"Wir beobachten, wie ein Eisschild seinen Zustand vor unseren Augen schnell verändert, was erschreckend ist", sagt der leitende Studienautor Mike MacFerrin, ein Glaziologe an der Universität von Colorado in Boulder.

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Ein Schildkrötenpanzer für Eis

Man kann sich Grönland leicht als ein solides, undurchdringliches Stück Eis vorstellen. In Wirklichkeit ähneln 80 Prozent der Eisdecke einem Schneekegel: Ein Staub von Neuschnee bedeckt eine dicke Schicht von Altschnee, genannt Firn, der langsam zu Gletschereis zusammengedrückt wird, aber immer noch viele Lufteinschlüsse enthält. Wenn die Spitze dieses Schneekegels im Sommer schmilzt, sickert flüssiges Wasser in den Firn, der es wie einen 30 Meter dicken Schwamm aufnimmt.

MacFerrin und seine Kollegen bekamen den ersten Hinweis, dass der Firn im Frühjahr 2012 an Saugfähigkeit verlieren könnte, als sie Bohrlöcher durch den Firn in Südwestgrönland bohrten. Sie begannen, dichte, verdichtete Eisschichten in einem Kern nach dem anderen direkt unterhalb der saisonalen Schneeschicht zu finden. Es war, sagt MacFerrin, als hätte sich über dem Firn ein "Schildkrötenpanzer" gebildet.

MacFerrin und seine Kollegen fragten sich sofort, ob diese Hülle das Eindringen von Schmelzwasser in den Firn verhindern könnte.

"Das war Mai 2012", sagt MacFerrin. "Und Juli war dieses rekordverdächtige Schmelzjahr, und wir haben unsere Antwort sehr schnell erhalten."

In diesem Sommer begann zum ersten Mal nachweislich Schmelzwasser aus diesem Teil Grönlands als Abfluss abzulaufen.

Als die Forscher bemerkten, dass sie Zeuge eines bedeutenden Ereignisses waren, bohrten sie mehr Kerne über eine größere Region, um festzustellen, wie groß die Eisschale war. Sie stellten fest, dass es sich um ein 40 Kilometer langes Stück handelte und weitreichende Auswirkungen auf die lokale Hydrologie hatte.

Diese Ergebnisse, veröffentlicht im Jahr 2016 in Natur Klimawandelwaren das Sprungbrett für die neue Studie. MacFerrin und seine Kollegen haben nun mithilfe von Radardaten aus der IceBridge-Luftkampagne der NASA sowie bodengestützten Vermessungen eine einzigartige Karte von Eisplatten auf der gesamten Oberfläche Grönlands erstellt.

Basierend auf Modellierungsergebnissen glauben die Forscher, dass sich die Schale in den frühen 2000er Jahren zu formen begann und weit verbreitet war. Laut der neuen Analyse umfasste es 2014 rund 4 Prozent der grönländischen Fläche. Mit jedem Sommer, in dem es zu einem starken Abschmelzen kommt, wird es dicker und breitet sich landeinwärts zu kälteren, höheren Böden aus.

"Alle paar Jahre machen diese großen Schmelzsommer eine Nummer auf dem Feuer", sagt MacFerrin. "Dadurch wächst der gesamte Prozess ziemlich schnell im Landesinneren."

Dieses Foto ist ein Teil eines Firnkerns, im Wesentlichen eine Babyeisplatte, die schließlich zu einer meterdicken Eisplatte heranwächst.

Meeresspiegelanstieg und unerwartete Folgen

Laut der neuen Studie haben Eisplatten bereits zu einer Ausdehnung der Abflusszone Grönlands um rund 26 Prozent geführt. Bislang hat der zusätzliche Abfluss den globalen Meeresspiegel nur um etwa einen Millimeter erhöht. Grönland trägt jetzt etwas weniger als einen Millimeter pro Jahr zum Anstieg des Meeresspiegels bei, und zwar durch eine Kombination von Eisbergen, die Gletscher abbrechen und an der Oberfläche und am Boden der Eisdecke schmelzen.

Wenn die Oberfläche Grönlands jedoch stärker härtet, könnte der Abfluss dramatisch ansteigen. In einem Worst-Case-Szenario, in dem die Kohlenstoffemissionen bis zum Ende des Jahrhunderts weiter steigen, errechneten die Forscher, dass die Verbreitung von Eisplatten bis 2100 zu einem Anstieg des Meeresspiegels von 3 Zoll führen und den Gesamtbeitrag zum Meeresspiegelanstieg des Eisschildes um fast 3 Zoll erhöhen könnte ein Drittel. Sowohl in einem Szenario mitten auf der Straße, in dem die Emissionen Mitte des Jahrhunderts ihren Höhepunkt erreichen, als auch in einem Szenario mit hohen Emissionen verdoppelt sich die Menge des Abflusses aus dem Inneren Grönlands zum Ende des Jahrhunderts ungefähr.

Mehr Abfluss ist jedoch nur eine mögliche Folge der Transformation im grönländischen Eis. Kristin Poinar, eine Glaziologin an der University of Buffalo, die nicht an der Studie beteiligt war, wies darauf hin, dass Eisplatten nicht annähernd so reflektierend sind wie strahlend weißer Schneefall.

"Wenn sich diese Eisplatten in der Nähe der Eisdecke bilden, kann dies dazu führen, dass die Eisdecke mehr Sonnenstrahlung absorbiert und sich erwärmt", sagt sie. "Und das würde mehr Eisplatten schaffen."

Und der Abfluss von Eisplatten muss nicht in den Ozean fließen, sagte Indrani Das, ein Glaziologe an der Columbia University, der nicht an der Studie beteiligt war. Sie macht sich Sorgen darüber, wie es in die großen Spalten eindringen könnte, die in tieferen Lagen auf dem Eisschild existieren. Von dort könnte der Abfluss möglicherweise bis zum Grundgestein abfließen und die Zone schmieren, in der das Eis Kontakt damit hat.

"Das könnte das Fließen der Eisdecke beschleunigen", sagt Das. Dadurch könnten Gletscher ihren Inhalt schneller ins Meer schleudern, als würde Eis von einem Stück Kuchen rutschen.

Für Poinar ist der wichtigste Beitrag der neuen Studie, dass Wissenschaftler ihre Prognosen zum künftigen Anstieg des Meeresspiegels verbessern und den Küstengemeinden die Informationen zur Verfügung stellen können, die sie zur Vorbereitung benötigen. Gleichzeitig hebt die Studie die Tatsache hervor, dass je mehr Kohlenstoff wir in die Atmosphäre abgeben, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir den nördlichen Eisschild der Erde auf heimtückische und unerwartete Weise umwandeln. Und das könnte schwer vorhersehbare Folgen haben.

"Wir haben noch nie einen Eisschild beobachtet, der sich so verhält", sagt Poinar. "Es ist beispiellos in der menschlichen Wissenschaftsgeschichte."

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