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Kryologie: Arktisches Eis ist notorisch instabil

Meereis vor Grönland
Die Eisbedeckung rund um den Nordpol schwindet in diesem Sommer wieder in rekordverdächtigem Tempo: Satellitendaten der NASA belegen, dass im Juli nur noch 3,06 Millionen Quadratkilometer des Nordpolarmeers von Eis bedeckt waren – 81 000 Quadratkilometer weniger als zum gleichen Zeitpunkt im Sommer 2007. Damals notierten Polarforscher einen historischen Tiefstand in ihren Aufzeichnungen. In geologischen Maßstäben zog sich das Eis allerdings noch viel stärker zurück, ohne dass es deswegen zu einem langfristigen völligen Verschwinden des Packeises kommen muss, wie Svend Funder und seine Kollegen von der Universität Kopenhagen ermittelt haben.

Meereis vor Grönland | Eis so weit das Auge reicht: Das war vor der Küsten Nordostgrönlands nicht immer der Fall: Während des holozänen Klimaoptimums erstreckte sich hier freies Wasser.
Bislang basierten Untersuchungen zur Ausdehnung des arktischen Eises vor allem auf Luft- und Satellitenbildern, die jedoch nur einen vergleichsweise kurzen Zeitraum abdecken. Ansonsten hinterlässt das Werden und Vergehen der Gefrornis wenig Spuren, um seine geschichtliche Entwicklung dokumentieren zu können. Funders Team musste deshalb auf indirekte Hinweise zurückgreifen: Antikes Treibholz, das an der nordgrönländischen Küste angelandet wurde. Um hierher zu gelangen, müsste es mehrere Jahre im Meer geschwommen sein – was entgegen der allgemeinen Erwartung nicht möglich ist, da Holz bereits nach relativer kurzer Zeit untergeht. Stattdessen fungierte Packeis als eine Art Fähre, die das Material herantransportierte.

Je nach den vorherrschenden Windrichtungen und Strömungsverhältnissen unter dem Eis dominierte zu bestimmten Phasen Fichtenholz aus Nordamerika oder Lärchenholz aus Sibirien, was die Geowissenschaftler mit Hilfe von Kohlenstoff-14-Analysen zeitlich relativ exakt einordnen konnten. Gleichzeitig kartierten sie den Verlauf der Strandlinien vor Ort, die ähnlich wie Baumringe über vergangene Klimaverhältnisse Aufschluss geben: Permanente Eisbedeckung wie heute verhindert, dass sich bestimmte Strandformen entwickeln können, da keine Wellen das Land beeinflussen. Diese Daten verglichen Funder und Co mit Material aus der westlichen Arktis um die kanadische Insel Ellesmere.

Während der letzten 11 000 Jahre unterlag das Meereis demnach massiven Schwankungen: Während des holozänen Klimaoptimums vor 8000 bis 5000 Jahren betrug die durchschnittliche Eisbedeckung nur etwa die Hälfte der im aktuellen Minusrekordjahr 2007 gemessenen Fläche – allerdings mit großen regionalen Unterschieden. So hatte sich zwar die Dauereisgrenze von Funders Hauptuntersuchungsgebiet im Nordosten Grönlands um rund 1000 Kilometer Richtung Pol zurückgezogen, um Ellesmere Island hingegen nahm die Eismenge damals sogar noch zu.

Grönländischer Sommer | Die nördlichste Küste der Welt: Auch bei schönem Wetter sind die Temperaturen am Kap Morris Jesup im Norden Grönlands nicht badetauglich – für die Entstehung von Schmelzwassertümpeln auf dem Eis reichen sie mittlerweile aber.
Die steigenden Temperaturen hatten zu dieser Zeit große Meeresgebiete aufgetaut und entsprechende Wasserflächen freigelegt. Beides zusammen sorgte dafür, dass sich die Windverhältnisse änderten: Vorherrschende Nordostwinde trieben nun winterliches Packeis an die Küsten Kanadas, wo es sich ansammelte – zusammen mit Lärchenholz aus Sibirien. Nach dem Optimum wuchs die Eisfläche mehr oder weniger kontinuierlich bis zu einem Maximum im 20. Jahrhundert an; seit 30 Jahren schrumpft sie allerdings wieder drastisch und in rekordverdächtigem Tempo.

Trotz der insgesamt immensen Eisabnahme brach das System allerdings nicht zusammen, wie es viele Klimaforscher heute prognostizieren: Sie befürchten einen negativen Rückkopplungsmechanismus zwischen steigenden Temperaturen, Schmelze und weiterer Erwärmung, der das arktische Eis auf lange Zeit verschwinden ließe. Funders Daten zeigen jedoch, dass sich das Eis selbst nach extremen Tiefstständen wieder rasch ausdehnen kann, wenn es die Klimabedingungen zulassen. Außerdem müsse man zukünftig stärker die durch die Erwärmung verursachte Verschiebung der Windsysteme berücksichtigen und dürfe nicht nur auf die steigenden Temperaturen schielen, so der Forscher – etwa bei der Modellierung der Eisentwicklung. Im nächsten Schritt wollen seine Kollegen das Schicksal der Eisbären im Laufe der Zeit verfolgen: Erbgut aus fossilen Knochen soll ihnen verraten, wie sich die Art im holozänen Klimaoptimum schlug. (dl)

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  • Quellen
Science 333, S. 747–750, 2011

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