Studie zeigt Auswirkungen der Antarktis auf den Klimawandel

Eisberg im südöstlichen Weddellmeer. Foto: Michael Weber, Universität Bonn

Wissenschaftler wissen seit Jahrzehnten, dass kleine Veränderungen im Klima erhebliche Auswirkungen auf das massive Antarktis-Eisschild haben können. Nun legt eine neue Studie nahe, dass das auch umgekehrt der Fall sein kann. Ein internationales Forscherteam hat dafür Sedimente aus den vergangenen 8.000 Jahren untersucht. Ihre Entdeckung kann auch erklären, warum das Meereis in der südlichen Hemisphäre zugenommen hat, obwohl der Rest der Erde wärmer wird. Die Ergebnisse der Studie hat die Fachzeitschrift Nature jetzt (12.12.2016) veröffentlicht.

„Globale Klimamodelle, die die vergangenen tausend Jahre betrachten, berücksichtigen nicht die Klimaschwankungen, die in paläoklimatischen Aufzeichnungen erfasst sind“, sagt Erstautor Dr. Pepijn Bakker, ehemaliger Postdoktorand an der Oregon State University und jetzt am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen.

Die Hypothese des Forscherteams war, dass Klimamodellierer einem zentralen Element des gesamten Klimasystems zu wenig Einfluss beimessen – dem Ozean, der Atmosphäre, der Biosphäre oder Eisschichten. Dieses Element könnte aber alle Teile des Systems betreffen. „In praktisch allen Klimamodellen ist das Antarktische Eisschild eine konstante Einheit – das war uns schon früh klar“, erklärt Bakker. „Das Schild ist ein bewegungsloser statischer Eishaufen, der nur dort saß. Was wir jedoch entdeckt haben, ist, dass die Eisdecke zahlreiche Schwankungsimpulse durchlaufen hat, was eine Lawinenwirkung auf das gesamte Klimasystem hatte.“

„Das Antarktische Eisschild hat in den vergangenen 8.000 Jahren ein dynamisches Verhalten gezeigt“, ergänzt Co-Autor Prof. Dr. Andreas Schmittner von der Oregon State University (USA). „Es gibt natürliche Schwankungen im tieferen Teil des Ozeans neben dem Antarktischen Eisschild – ähnlich wie El Niño beziehungsweise La Niña, aber auf einer Zeitskala von Jahrhunderten –, die kleine, aber signifikante Veränderungen in den Temperaturen verursachen“, sagt Schmittner. „Steigt die Ozeantemperatur, bringt das das Eisschild unter der Oberfläche zum Schmelzen und es erhöht die Zahl der abbrechenden Eisberge.“

Diese beiden Faktoren zusammen verursachen einen Zufluss von frischem Wasser in den südlichen Ozean während dieser warmen Perioden, hat Co-Autor Prof. Dr. Peter Clark, Paläoklimatologe von der Oregon State University (USA), festgestellt. „Das kalte, frische Wasser vermindert den Salzgehalt und verringert die Oberflächentemperatur. Dadurch bilden sich Wasserschichten. Das kalte, frische Wasser friert leichter und bildet so zusätzliches Meereis – trotz der wärmeren Temperaturen, die hunderte Meter unter der Oberfläche liegen.“

Die Entdeckung kann erklären, warum sich das Meereis im Südlichen Ozean trotz der globalen Erwärmung ausgebreitet hat. Umgekehrt tritt dasselbe Phänomen in der nördlichen Hemisphäre am Eisschild in Grönland nicht auf, weil es von Land umgeben ist und nicht den gleichen Verschiebungen ausgesetzt ist, die das Antarktische Eisschild beeinflussen. Das bedeutet, dass es weniger von Temperaturschwankungen des Ozeans beeinflusst wird. „Ein Ergebnis der Studie ist, dass das Antarktische Eisschild bereits sehr empfindlich reagiert, wenn sich die Ozeantemperaturen auch nur wenig verändert, schlussfolgert Bakker.

Sedimentkerne aus dem Meeresboden um die Antarktis enthalten Sandkörner vom Kontinent, die von Eisbergen dorthin transportiert wurden. Die Forscher haben für ihre Studie Sedimente aus den vergangenen 8.000 Jahren analysiert und herausgefunden, dass sich in einigen Jahrhunderten mehr Eisberge vom Eisschild getrennt haben als in anderen. Mit Hilfe hochmoderner Computermodellierung haben die Forschenden die Schwankungen der Eisbergkalbung mit kleinen Änderungen der Ozeantemperaturen in Verbindung gebracht.

Literatur

Pepijn Bakker, Andreas Schmittner, Peter Clark, Nicholas Golledge, Michael Weber: Centennial-scale Holocene climate variations amplified by Antarctic Ice Sheet discharge. Veröffentlicht in Nature 2016. DOI: 10.1038/nature20582