Wie wir vorhersagen, wenn die schmelzenden Eisplatten der Antarktis die Meere überschwemmen werden

Die Kalbfront des Tottengletschers. Esmee van Wijk / CSIRODie Kalbfront des Tottengletschers. Esmee van Wijk / CSIRO

Die Antarktis spürt bereits die Hitze des Klimawandels mit schnelles Schmelzen und Rückzug der Gletscher in den letzten Jahrzehnten.

Der Eismassenverlust aus der Antarktis und Grönland trägt etwa 20% zur aktuellen Rate bei globaler Meeresspiegelanstieg. Dieser Eisverlust ist wird voraussichtlich im kommenden Jahrhundert zunehmen.

Ein kürzlich erschienener Artikel über The Conversation hat das Konzept von "Klimapunkte": Schwellenwerte im Klimasystem, die, wenn sie einmal durchbrochen wurden, zu erheblichen und unumkehrbaren Veränderungen führen.

Ein solcher Wendepunkt kann durch den immer rascheren Rückgang der antarktischen Eisschilde entstehen, der zu einem schnellen Anstieg des Meeresspiegels führt. Aber was ist diese Schwelle? Und wann werden wir es erreichen?

Wie sieht der Kipppunkt aus?

Das antarktische Eisschild ist eine große Eismasse, die an einigen Stellen bis zu 4 km dick ist und auf Felsgestein aufliegt. Eis fließt im Allgemeinen vom Inneren des Kontinents zu den Rändern und beschleunigt sich dabei.

Wo der Eisschild auf den Ozean trifft, beginnen große Teile zusammenhängender Eisschelfegale zu schweben. Diese schmelzen schließlich von der Basis oder kalben als Eisberge ab. Das gesamte Blatt wird durch anfallenden Schneefall aufgefüllt.

Schwimmende Eisregale wirken wie ein Korken in einer Weinflasche, verlangsamt die Eisdecke, während sie in Richtung der Ozeane fließt. Wenn Eisablagen aus dem System entfernt werden, beschleunigt die Eisplatte rasch in Richtung Meer, was zu einem weiteren Eismassenverlust führt.

Ein Kipppunkt tritt auf, wenn zu viel Eisschelf verloren geht. In einigen Gletschern kann dies einen irreversiblen Rückzug auslösen.

Wo ist der Wendepunkt?

Eine Möglichkeit, einen Kipppunkt zu identifizieren, besteht darin, herauszufinden, wie viel Regaleis die Antarktis verlieren kann und von wo aus, ohne den Eisfluss wesentlich zu verändern.

Eine kürzlich durchgeführte Studie hat ergeben, dass 13.4% des antarktischen Schelfeises, das regional über den Kontinent verteilt ist, keine aktive Rolle im Eisfluss spielt. Aber Wenn dieses "Sicherheitsband" entfernt würde, würde dies zu einer beträchtlichen Beschleunigung der Eisdecke führen.

Antarktis Eisregale wurden Verdünnung mit einer Gesamtrate von etwa 300 Kubikkilometer pro Jahr zwischen 2003 und 2012 und werden voraussichtlich über das 21-Jahrhundert noch dünner werden. Durch diese Ausdünnung werden die antarktischen Eisschelfs zu einem Wendepunkt bewegt, wo ein irreversibler Zusammenbruch des Schelfeises und ein Anstieg des Meeresspiegels folgen können.

Wie können wir vorhersagen, wann es passieren wird?

Einige Gebiete der Westantarktis können sich bereits in der Nähe des Wendepunkts befinden. Zum Beispiel, Eisregale entlang der Küste der Amundsen und Bellingshausen Seas sind am schnellsten Ausdünnung und hab das kleinste "Sicherheitsbänder" aller antarktischen Eisregale.

Um vorherzusagen, wann das "Sicherheitsband" von Eis verloren gehen könnte, müssen wir Änderungen in die Zukunft projizieren. Dies erfordert ein besseres Verständnis von Prozessen, die Eis von der Eisschicht entfernen, wie z. B. das Schmelzen an der Basis von Eisregalen und Eisbergkalben.

Das Schmelzen unter den Eisschollen ist die Hauptquelle des Eisverlustes in der Antarktis. Es wird durch den Kontakt zwischen wärmerem Meerwasser und der Unterseite von Schelfeis getrieben.

Um herauszufinden, wie viel Eis in der Zukunft verloren geht, muss man wissen, wie schnell sich die Ozeane erwärmen, wo diese wärmeren Gewässer fließen und die Rolle der Atmosphäre bei der Modulation dieser Wechselwirkungen. Das ist eine komplexe Aufgabe, die eine Computermodellierung erfordert.

Die Vorhersage, wie schnell Eisschollen zerfallen und Eisberge bilden, ist weniger bekannt und ist derzeit eine der größten Unsicherheiten im zukünftigen antarktischen Massenverlust. Ein Großteil des verlorenen Eises, wenn Eisberge kalben, tritt bei der sporadischen Freisetzung von Eis auf extrem große Eisberge, die mehrere hundert oder sogar hundert Kilometer breit sein können.

Es ist schwierig genau vorherzusagen, wann und wie oft große Eisberge abbrechen. Modelle, die dieses Verhalten reproduzieren können, werden noch entwickelt.

Wissenschaftler erforschen diese Gebiete aktiv, indem sie Modelle von Eisschollen und Ozeanen entwickeln und die Prozesse untersuchen, die den Massenverlust aus der Antarktis vorantreiben. Diese Untersuchungen müssen Langzeitbeobachtungen mit Modellen kombinieren: Modellsimulationen können dann evaluiert und verbessert werden, wodurch die Wissenschaft stärker wird.

Die Verbindung zwischen Eisschollen, Ozeanen, Meereis und Atmosphäre ist einer der am wenigsten verstandenen, aber wichtigsten Faktoren des Wendepunkts der Antarktis. Wenn wir es besser verstehen, können wir abschätzen, wie hoch der Meeresspiegel ansteigen wird und wie wir uns schließlich anpassen können.

Über den Autor

Felicity Graham, Eismodellbauer, Antarctic Gateway Partnership, University of Tasmania

David Gwyther, Antarktischer Küstensaummodellierer, Universität von Tasmanien

Lenneke Jong, Cryosphere Systemmodellierer, Antarctic Gateway Partnership & Antarktis Klima und Ökosysteme CRC, University of Tasmania

Sue Cook, Eisregal Glaciologist, Antarktis Klima und Ökosysteme CRC, University of Tasmania

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch

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