Zunächst hielt man das drei Kilometer große Loch im Eis für den Krater eines Meteoriteneinschlags. Schon das war aufregend genug. Polarforscher an Bord eines deutschen Flugzeugs hatten die auffällige Veränderung im Roi-Baudouin-Eisschelf in der Ostantarktis im Januar 2015 entdeckt. Als dann belgische Forscher die Gegend ein Jahr später besuchten, zeigte sich eine andere Wirklichkeit, und sie war geradezu spektakulär. Das Eis war innerhalb des etwa neun Kilometer langen Rands uniform um drei Meter eingesunken, nur an manchen Stellen hatten sich zehn Meter hohe Eisblöcke aufgestellt. Offenbar war ein gewaltiger Schmelzwassersee unter der weißen Wüste ausgelaufen und hatte die Oberfläche absacken lassen.

Und das Geschehen war noch nicht vorbei. Zwei Flüsse trugen Schmelzwasser zu drei so genannten Moulins – Löchern im Eispanzer, durch die das Wasser gurgelnd verschwand. Mindestens ein Teil floss durch den einige hundert Meter dicken Eisblock ins Polarmeer darunter. "Das war eine gewaltige Überraschung", sagt Stef Lhermitte von der Katholischen Universität Löwen. "Moulins gibt es sonst nur in Grönland, niemals auf einem Eisschelf." Sein Kollegen Jan Lenaerts ergänzt: "Studien zeigen schon, dass die Westantarktis stark auf den Klimawandel reagiert. Aber unsere Ergebnisse deuten nun darauf hin, dass auch der viel größere Eispanzer der Ostantarktis sehr empfindlich ist."

Auch Martin Siegert vom Imperial College in London zieht in einem Kommentar in "Nature" diese Parallele. "Schmelzprozesse an der Oberfläche von Eisschelfen können deren strukturelle Haltbarkeit gefährden." Wenn das Wasser plötzlich abfließt, dann gewinnen die gewaltigen schwimmenden Eisplatten lokal Auftrieb und Schwachstellen können aufbrechen. Diese Gefahr besteht besonders in der Nähe der so genannten "grounding line", wo die Eisplatten den letzten Kontakt zum Felsuntergrund haben. Zwar gibt es den Schmelzwasser-See auf dem ostantarktischen Eisfeld schon mindestens seit 1989, wie alte Satellitenbilder zeigen. Aber eine Serie immer wärmerer Sommer bringt möglicherweise das in der Vergangenheit einigermaßen stabile System zum Kippen, fürchten andere Forschers aus Lenaerts' Team.

Ein Drittel Wales bricht weg: Ausbreitung des Risses
© MIDAS Project / Adrian Luckman, Swansea University; dt. Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft
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 Bild vergrößernEin drittel Wales bricht weg: Ausbreitung des Risses
Im Januar 2017 hatte ein Riss im Eisschelf Larsen C die Länge von 175 Kilometern erreicht – es fehlten nur noch 20 Kilometer, bevor ein gigantischer Eisberg frei würde. Immerhin: Die verbleibende Strecke führt durch weicheres Eis, das nicht so leicht bricht.

Was dann passieren kann, lässt sich gerade an der Antarktischen Halbinsel beobachten, dem Zipfel des Kontinents, der nach Norden gen Feuerland ragt. Hier geht inzwischen ein 175 Kilometer langer Riss durch das Eisschelf Larsen C; vor Kurzem fehlten nur noch 20 Kilometer, bevor sich ein Eisberg von der doppelten Größe des Saarlandes losreißt. Die verbleibende Strecke führe allerdings durch weicheres Eis, das nicht so leicht breche, sagte Adrian Luckman von der Universität im britischen Swansea der BBC. Sollte der Eisberg entstehen und davonschwimmen, dann dürften auch weitere Teile des Eisschelfs zerbrechen, warnen Forscher. So war es zumindest 2002, als sich die weiter nördlich gelegene Larsen-B-Region nach dem Abbrechen eines großen Eisbergs praktisch komplett auflöste.

Halloween-Riss an der Polarstation

Etwas näher am Pol macht den britischen Polarforschern das Brunt-Schelf Probleme. Dort steht seit Langem die Halley-Station der British Antarctic Survey (BAS). Die Organisation hat 2012 acht neue Module eingeweiht, die ein wenig an Kampfroboter aus den Stars-Wars-Filmen erinnern: große bunte Container auf Stelzen. Sie laufen zwar nicht selbst, können aber bei Bedarf auf Schiern über das Eis gezogen werden. Das mussten die Bewohner in diesem Südsommer auch zum ersten Mal tun: 23 Kilometer näher an das Festland. Der Grund waren zwei Risse im Süden der Station, von denen der eine über vier Jahre etwa fünf Kilometer länger geworden und bis auf sechs Kilometer an die Station herangekrochen war. Diesem Wachstum wichen die Forscher nun nach langer Planung aus.

Doch als die ersten Module schon am neuen Standort angekommen waren, fanden die Wissenschaftler nördlich davon den so genannten Halloween-Riss. Er ist schnell gewachsen, gut 20 Kilometer in zwei Monaten, aber er liegt 17 Kilometer entfernt, und seine Enden weisen nicht auf die Station. Trotzdem hat sich die Leitung der BAS entschlossen, in diesem Jahr keine Wissenschaftler in den Modulen überwintern zu lassen, weil eine im Extremfall nötige Rettungsaktion in der Polarnacht zu schwierig wäre. Von März bis November dieses Jahres bleibt die Station verwaist.

Zangenangriff auf Antarktika

Die Risse und das Kalben von Eisbergen sind an sich keine ungewöhnlichen Phänomene. Die Gletscher im Inneren der Antarktis schieben ihr Eis unablässig Richtung Meer, wo die Ausläufer dann auf dem Wasser liegen. Sie werden Eisschelfe genannt und sind oft mehrere hundert Meter dick. Hier bricht natürlicherweise immer wieder etwas ab. Der Meeresspiegel ist davon unbeeinflusst, weil das Eis ja schon schwamm. Zerbröselt jedoch ein Schelf, sinkt schlagartig der Widerstand, den es dem Eisfluss vom Gletscher auf dem Festland entgegengesetzt hat. Gelangt dann mehr Eis ins Meer, steigt dadurch im zweiten Schritt auch der Wasserspiegel. Genau das beobachten Wissenschaftler für die zerstörten Eisschelfe Larsen A und B.

Das jetzt gefährdete Gebiet Larsen C ist offenbar einem Zangenangriff ausgesetzt. Von oben schmelzen erhöhte Lufttemperaturen die Oberfläche, der lockere Firn wird kompakter, die Oberfläche senkt sich. Von unten gelangt wärmeres Wasser zwischen Eisschelf und den Kontinentalsockel der Antarktis. Diese Vorgänge bringen Forscher mit dem Klimawandel in Verbindung, wie das amerikanische National Snow and Ice Data Center noch schreiben darf.

Riss im Larsen-C-Eisschild
© NASA / John Sonntag
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Ein 175 Kilometer langer Riss zieht sich durch das Eis der Antarktis.

Dramatisch sind auch die Vorgänge vor dem Pine Island Glacier weiter unten in der Westantarktis. Seine Flussrate, stellten Forscher kürzlich fest, hat sich zwischen 1974 und 2010 um 75 Prozent vergrößert und beträgt jetzt etwa vier Kilometer pro Jahr. Damit verliert der Gletscher in der Bilanz Masse, inzwischen gut das Achtfache der jährlichen Eismenge beim Beginn der Messungen. Welchen Einfluss die Wassertemperatur unter seinem Eisschelf hat, zeigte eine Episode in den Jahren 2012 und 2013: Der Ozean hatte sich von plus 0,75 auf minus 0,5 Grad Celsius abgekühlt, bevor er 2014 wieder wärmer wurde. Prompt sank die Fließgeschwindigkeit des Gletschers ein wenig, um etwas unter vier Prozent, um dann wieder auf die alten Werte zu steigen.

"2016 war ein Jahr wie kein anderes" (Donald Perovich)

Schon 2014 haben Eisforscher den Pine Island Glacier und fünf weitere in seiner Nähe als unrettbar verloren eingestuft. Die "grounding line" der Eisschelfe habe sich Dutzende Kilometer zurückgezogen und inzwischen einen Punkt erreicht, wo der Untergrund landeinwärts nicht mehr ansteigt, sondern zunächst abfällt. Würde sich diese Senke mit Wasser füllen, gäbe es zunächst überhaupt keinen Widerstand mehr für die großen Eisflüsse. Es würde zwar wohl einige Jahrhunderte dauern, bis sie verschwinden, aber ein Meeresspiegelanstieg von 1,2 Metern allein deswegen sei nun unvermeidbar. Ein ähnliches Szenario hatten im gleichen Jahr Potsdamer Forscher für das ostantarktische Wilkes-Basin entworfen. Damit dort ein Eispfropfen schmilzt, wie sie das ausdrückten, müsste der Ozean aber noch um zwei Grad wärmer werden. 2015 dann stellte ein internationales Forscherteam fest, dass unter dem Totten-Gletscher, ebenfalls in Osten des Kontinents südlich von Australien gelegen, warmes Wasser in Rinnen unter dem Eisschelf strömen und einen Trog erreichen könnte, den es abdeckt.

Diese Resultate zeigen wie jetzt auch die Untersuchung am Roi-Baudouin-Eisschelf, dass die gewaltige Ostantarktis womöglich doch kein Bollwerk gegen den Klimawandel darstellt. Immerhin ist sie aber die einzige Region, in der das Eis noch wächst, weil die Niederschläge zunehmen. Das gilt zum Beispiel nicht für Grönland, das den nach der Antarktis größten Eisblock trägt. Die Insel hat zwischen April 2015 und April 2016 gut 190 Gigatonnen Eis verloren (eine Gigatonne entspricht ungefähr einem Kubikkilometer). Neuere Zahlen gibt es noch nicht, doch die Schmelzsaison 2016 war etwas ausgeprägter als die von 2015. Am 19. Juli 2016 registrierten die Satelliten Schmelzwasser auf 43 Prozent der Oberfläche Grönlands.

Schlechtes Vorbild Grönland

Diese Zahlen sind weit entfernt von neuen Rekorden, ja geradezu unterdurchschnittlich im Vergleich der letzten Jahre. Im Mittel verliert Grönland nämlich pro Jahr 232 Gigatonnen Eis. Einen interessanten Effekt hat dabei die Wolkendecke: Ein verhangener Himmel lässt den Abfluss von Schmelzwasser deutlich steigen, weil er die Wärme über der Insel festhält. Das führt belgischen Forscher zufolge dazu, dass nachts weniger Wasser wieder festfriert, und nicht dazu, dass tagsüber mehr Eis schmilzt.

Das Eis der Antarktis schmilzt
© NASA Earth Observatory / Jesse Allen
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 Bild vergrößernDas Eis der Antarktis schmilzt
Der Larsen-Eisschild an der Nordostküste der Antarktischen Halbinsel schmilzt rascher als fast jedes andere Eisgebiet der Erde: In den letzten drei Jahrzehnten brachen hier schon zwei riesige Teile weg; ein dritter machte sich im Januar 2017 auf den Weg. Fatal dabei: Dadurch wird die Abschmelzrate wohl noch ansteigen.

Die 232 Gigatonnen pro Jahr sind zwar weniger als ein hundertstel Prozent der gesamten grönländischen Eismasse. Aber der Verlust hat sich allein zwischen 2002 und 2009 verdoppelt. Die Temperaturen steigen weiter, und der Panzer reagiert extrem träge. Und schon 2015 hatten Forscher unter Grönlands Gletschern ein System tiefer Gräben entdeckt, durch die das immer wärmere Meer die Eispanzer womöglich auch bei einem Rückzug von der Küste noch erreichen könnte. Manche Wissenschaftler fragen sich daher, ob Grönland den Punkt ohne Wiederkehr schon überschritten haben könnte, ab dem das komplette Abschmelzen über etliche Jahrhunderte überhaupt nicht mehr aufzuhalten halten ist. Die Diskussion über einen möglichen Kipppunkt ist aber offen.

Dieses Jahr jedoch könnte zu einer Ausnahme im abnehmenden Trend werden. Grönland hat im Herbst 2016 deutlich erhöhte Niederschläge gesehen: Allein innerhalb von 25 Tagen fielen 264 Millimeter über dem Ort Tasiilaq, wo sonst der Oktober-Durchschnitt 83 Millimeter beträgt, stellte der dänische Meteorologische Dienst fest . Das meiste fiel als Regen, der dann aber in den Eisflächen festfror. Zurzeit haben darum weite Teile des Südostens der Insel 40 bis 60 Zentimeter mehr Eis als normal, während Regionen im Westen im gleichen Maße weniger Eis haben als gewöhnlich. Zugleich war es unerwartet warm, so dass die Summe am Ende eines Bilanzjahres (jeweils Ende August) noch offen ist. Man solle aber bitte nicht Wetter mit Klima verwechseln, mahnen die Dänen: Ein ungewöhnlicher Winter bedeute nicht, dass der abnehmende Trend in Grönland gestoppt ist.

Außerdem haben kalifornische Forscher gerade gewarnt, dass der Masseverlust der kanadischen Gletscher auf den Queen-Elisabeth-Islands, die vor Grönlands Nordwestküste liegen, deutlich unterschätzt worden ist. Sie haben 105 000 Quadratkilometer Eiskappen und machen 25 Prozent der arktischen Landmasse außerhalb Grönlands aus. Die dortigen Eisströme büßten von 2005 bis 2014 fünfmal so viel Masse pro Jahr ein, wie in den 15 Jahren davor. Sie hätten damit stark zum Meeresspiegel-Anstieg der vergangenen Jahre beigetragen.

Dramatisch sind die Veränderung beim Meereis, besonders im Jahr 2016. Seit Oktober und bis vor Kurzem war die zu mindestens 15 Prozent von Schollen bedeckte Fläche so klein wie nie zuvor in der Geschichte der systematischen Satellitenmessungen seit 1978. Erst vor wenigen Tagen, am 24. Januar 2017, endete die Rekordserie. Für einige Tage standen in der Statistik die niedrigsten Flächenangaben bei 2006. Doch am 29. Januar übernahm die aktuelle Wintersaison wieder die Führung. Diese war übrigens beim Meereis rund um die Antarktis seit Herbst 2016 niemals verloren gegangen (hier lassen sich die Daten grafisch darstellen). Rund um den Südpol könnte es sich schlicht um natürliche Variabilität handeln, im Norden sehen Forscher aber klar den Einfluss des Klimawandels.

Keine Entwarnung

Nach Ende des dritten Jahres in Folge, in dem der globale Wärmerekord gebrochen wurde, sind die Temperaturen in der Region nördlich des 80. Breitengrads weiterhin – wie schon den ganzen Herbst und Winter – zwischen vier und zwölf Grad erhöht. Das zeigen auch Daten von 19 Wetterstationen rund um die Arktis, die der Polarforscher Richard James aus Alaska zusammengestellt hat. "2016 war ein Jahr wie kein anderes. Bisher hat die Arktis den Wandel nur geflüstert. Jetzt schreit sie Wandel", sagte Donald Perovich vom Dartmouth College bei der Vorstellung der "Arctic Report Card", dem Zeugnis für die Polarregion, das Wissenschaftler regelmäßig im Dezember ausstellen.

Der Rückgang des Meereises hat womöglich sogar einige positive wirtschaftliche Folgen. Wenn die Schifffahrtsrouten vom Atlantik in den Pazifik – vor allem die Nord-Ost-Passage vor Sibiriens Küste – länger offen bleiben, können Frachtkosten und der Energieverbrauch im globalen Handel sinken. Den Zugang zu möglichen Ölquellen im Polarmeer hingegen beurteilen Umweltschützer sehr kritisch. Zudem begünstigt das Verschwinden des Meereises womöglich das Auftreten besonders kalter Winter in Europa. Darum hat nun eine Gruppe von Wissenschaftlern der Arizona State University ungewöhnliche Abhilfe vorgeschlagen: eine Maßnahme aus dem Spektrum der Eingriffe ins Klimasystem, die zusammenfassend Geoengineering genannt werden.

Die Forscher um Steven Desch möchten Windräder mit sechs Meter Durchmesser auf das Eis stellen, die zehn Liter Wasser pro Sekunde aus der Tiefe emporpumpen und einfach über der Umgebung versprühen, damit es dort festfriert. Das Eis könnte so pro Wintersaison einen Meter dicker anwachsen als ohne die Hilfe, rechnet das Team vor – und dann auch den Sommer besser überstehen. Zehn Millionen solcher Windräder würden die Forscher in zehn Jahren aufstellen wollen, das Stück zu 50 000 Dollar. Es sei eine Anstrengung vergleichbar mit der Arbeit der gesamten amerikanischen Autoindustrie. Was das genau helfen soll, bleibt allerdings vage. Das Team räumt ein: "Welche Wirkung es hätte, wenn man der Arktis Meereis hinzufügt, ist vollkommen unbekannt."

Der Beitrag wurde am 15.02. um ein Update zur aktuellen Situation in Grönland ergänzt. D. Red.