ForschungWie stabil ist der Antarktische Eisschild?

Pressemitteilung Nr. 104/2020
27. November 2020

Heidelberger Wissenschaftler untersuchen, welche Faktoren die Stabilität von Eismassen in der Ostantarktis bestimmen

Steigen die Temperaturen im Zuge des Klimawandels, zieht dies ein immer stärkeres Abschmelzen der polaren Eisschilde nach sich. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Geowissenschaftlerin Dr. Kim Jakob von der Universität Heidelberg hat nun die Dynamik des Ostantarktischen Eisschildes – die bei weitem größte Eismasse auf der Erde – genauer untersucht. Bisher wurde davon ausgegangen, dass dieser allein aufgrund seiner Größe dem Klimawandel gegenüber weniger empfindlich ist als die restlichen Eisschilde. Für ihre Untersuchungen werteten die Forscherinnen und Forscher Daten aus, die sie aus rund 2,5 Millionen Jahre alten Tiefseesedimenten gewonnen hatten. Sie konnten dadurch die Faktoren bestimmen, die für die Stabilität des Ostantarktischen Eisschildes verantwortlich sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Eismassen der Ostantarktis in einem sich stetig erwärmenden Klima weitaus weniger stabil sein könnten als bislang angenommen.

Eisschilde

„Das Abschmelzen der polaren Eisschilde hat zur Folge, dass der globale Meeresspiegel steigt. Dies wird für Küstengebiete zu einem immer bedrohlicheren Problem“, erläutert Dr. Jakob, die am Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg forscht. Um die vergangenen Veränderungen der großen Eismassen in der Ostantarktis besser zu verstehen, hat das Forscherteam um Dr. Jakob Tiefseeablagerungen aus dem Atlantischen Ozean geochemisch analysiert. Die Sedimente wurden im Rahmen des „Integrated Ocean Drilling Program“ (IODP) gewonnen, einem internationalen Wissenschaftskonsortium zur Erforschung der Meeresböden.

Mithilfe dieser Analysen konnte der globale Meeresspiegel, der wiederum Veränderungen im globalen Eisvolumen widerspiegelt, für das Zeitintervall von vor rund 2,8 bis 2,4 Millionen Jahren rekonstruiert werden. In dieser Phase sanken hohe atmosphärische CO2-Konzentrationen von Werten ähnlich zu denen, wie sie für die nahe Zukunft prognostiziert werden, auf ein Niveau, das mit dem vorindustriellen CO2-Gehalt der Atmosphäre vergleichbar ist. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen erstmals, dass der Ostantarktische Eisschild vor rund 2,5 Millionen Jahren einen weitaus stabileren Zustand erreichte, als dies in älteren erdgeschichtlichen Zeitabschnitten der Fall war.

Neben den klassischen Treibern für die Dynamik von Eismassen – der Intensität der Sonneneinstrahlung und dem CO2-Gehalt der Atmosphäre – war für diese Stabilisierung des Ostantarktischen Eisschildes mindestens ein weiterer, bis dahin nicht berücksichtigter Faktor ausschlaggebend – die Bildung großer Gletscher auf der Nordhemisphäre der Erde, die den globalen Meeresspiegel sinken ließen. Das Eis in der Ostantarktis war damit weniger stark dem Kontakt mit vergleichsweise warmem Meerwasser ausgesetzt. So verringerte sich auch das Potential des Meerwassers, Teile des Eisschildes von unten aufzuschmelzen.

Die Ergebnisse der Studie tragen dazu bei, die Dynamik der globalen Eisschilde unter erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentrationen, wie sie in naher Zukunft erwartet werden, besser zu verstehen. Das Abschmelzen von Eismassen auf der Nordhemisphäre im Zuge des anthropogenen Klimawandels und der daraus resultierende Anstieg des globalen Meeresspiegels könnte zu einer erneuten Destabilisierung des Eisschildes in der Ostantarktis führen.

An den Untersuchungen waren neben Wissenschaftlern der Universität Heidelberg auch Forscherinnen und Forscher der Goethe-Universität Frankfurt (Main), des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und der Universität Southampton (Großbritannien) beteiligt. Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des IODP-Schwerpunktprogramms der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ veröffentlicht.

Originalpublikation

K.A. Jakob, P.A. Wilson, J. Pross, T.H.G. Ezard, J. Fiebig, J. Repschläger, O. Friedrich: A new sea-level record for the Neogene/Quaternary boundary reveals transition to a more stable East Antarctic Ice Sheet. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (2020),