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Grönlandeis: Kurz vor dem Kipppunkt?

Teile des Eischilds zeigen Frühwarnzeichen für eine Destabilisierung

Grönlandeis
Teile des grönländischen Eisschilds sind bereits destabilisiert und nähern sich dem Kippunkt. © Jaroslav Sugarek/ Getty images

Warnende Vorzeichen: Ein Teil des Grönlandeises könnte sich einem Kipppunkt nähern – einer Schwelle, ab der ein komplettes Abtauen droht. Erste Anzeichen dafür sind unter anderem verstärkte Schwankungen in der Gletscherdynamik, die sich vor allem im zentral-westlichen Teil des Eischilds zeigen, wie Forscher berichten. Ähnliche Frühwarnzeichen traten auch bei vergangenen Kipppunkt-Überschreitungen beispielsweise in den Eiszeiten auf.

Grönland gehört zu den am stärksten von der Eisschmelze betroffenen Gebieten. Schon jetzt verläuft der Eisverlust dort nicht mehr linear, sondern exponentiell, wie Studien belegen. Durch veränderte Luftströmungen kommt es im Sommer zudem immer häufiger zu überproportional starker Erwärmung Grönlands und entsprechenden Rekordschmelzen. Schon jetzt überholt der Eisverlust in Grönland dadurch alle bisherigen Prognosen.

Das weckt die Frage, wie nah der Eisschild Grönlands an seinem Kipppunkt ist – der Schwelle, ab der ein komplettes Abtauen des Grönlandeises nicht mehr zu verhindern ist. Dann könnte der gesamte Eisschild über hunderte oder tausende von Jahren vollständig abschmelzen, was zu einem globalen Meeresspiegelanstieg von mehr als sieben Metern und einem Zusammenbruch der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC) führen könnte.

Fluktuationen als Frühwarnzeichen

Nach bisherigen Erkenntnissen soll dieser Kipppunkt im Bereich von 0,8 bis 3,2 Grad Erwärmung gegenüber dem vorindustriellen Niveau liegen. „Die nichtlineare Zunahme der Schmelzraten des grönländischen Eisschilds und des Schmelzwasserabflusses deuten aber darauf hin, dass die kritische Temperaturschwelle näher liegen könnte als zuvor gedacht“, schreiben Niklas Boers vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und Martin Rypdal von der Arktischen Universität Norwegens in Tromsø.

Könnten Teile des Grönlandeises diesen Kipppunkt sogar schon erreicht haben? Um das herauszufinden, haben Boers und Rypdal nach charakteristischen Frühwarnzeichen gesucht. Aus Eisbohrkernen ist bekannt, dass es kurz vor einem „Umkippen“ des Eisschilds oft zu stärker werdenden Schwankungen der Gletscherdynamik und zu einer Entkopplung vom langjährigen Mittelwert kam. Anhand von Eisbohrkernen, Temperaturmessungen und Computermodellen haben die Forscher daher untersucht, ob sich solche Anzeichen auch heute wieder zeigen.

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Teile des Eischilds sind schon destabilisiert

Das Ergebnis: Zumindest einige Teile des grönländischen Eisschilds zeigen tatsächlich schon solche Frühwarnzeichen. „Wir haben Belege dafür gefunden, dass sich der zentral-westliche Teil des Grönland-Eisschildes destabilisiert hat“, berichtet Boers. Demnach zeigen die Eishöhen in diesem Teil Grönlands bereits stärker werdende Fluktuationen, deren Muster dem der typischen Vorzeichen einer Destabilisierung entsprechen.

Die Forscher schließen daraus, dass der zentral-westliche Teil des grönländischen Eisschildes relativ bald einen kritischen Übergang erleben könnte. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es in der Zukunft zu einem deutlich verstärkten Abschmelzen kommen wird – was sehr besorgniserregend ist“, sagt Boers. Denn das Abschmelzen des Grönlandeises trägt zu einem großen Teil zum globalen Meeresspiegelanstieg bei.

Verstärkende Rückkopplung

Eine Schlüsselrolle für die Destabilisierung des Eisschilds spielt nach Angaben des Forscherteams das sogenannte Melt-Elevation-Feedback – eine positive Rückkopplung, die das Abtauen beschleunigt. Dabei kommt zum Tragen, dass es in hohen Lagen kälter ist als in tiefer gelegenen Bereichen. Wenn nun die Gletscher und Eisfelder durch das Abtauen zunehmend an Höhe verlieren, sinkt ihre Oberfläche in wärmere Luftschichten ab. Das wiederum verstärkt das Abtauen und führt damit zu einem weiteren Höhenverlust – ein Teufelskreis beginnt.

„Dieser Mechanismus ist seit Langem bekannt, und er ist einer der Hauptverdächtigen für die festgestellte Destabilisierung der zentral-westlichen Teile des grönländischen Eisschildes“, erklärt Boers. Doch ob und wie er sich auf den Eisschild als Ganzes auswirkt, bleibt noch unklar, weil einige weitere positive und auch negative Rückkopplungen das Verhalten der Eismassen beeinflussen. So kann die zunehmende Erwärmung der Atmosphäre beispielsweise dazu führen, dass die Luft mehr Feuchtigkeit aufnimmt, die dann über Grönland als Schnee fällt. Das würde den Eisverlust zumindest in Teilen ausgleichen.

Mehr Daten nötig

„Wir müssen dringend das Zusammenspiel der verschiedenen positiven und negativen Rückkopplungsmechanismen besser verstehen, die die aktuelle Stabilität und die zukünftige Entwicklung des Eisschildes bestimmen“, sagt Boers. „Angesichts der Anzeichen, die wir in Eiskernen aus dem zentral-westlichen Teil entdecken, müssen wir mehr Beobachtungen sammeln und unser Verständnis der entsprechenden Mechanismen verbessern, damit wir verlässlichere Schätzungen über die zukünftige Entwicklung des Grönland-Eisschildes machen können“, ergänzt Rypdal.

Beide Forscher betonen aber, dass es in jedem Fall dringend notwendig sei, die Treibhausgas-Emissionen so schnell wie möglich zu senken. Denn wegen der extrem langsamen Reaktionszeit der Eismassen wird es ohnehin lange dauern, bis die schon angestoßene Eischmelze sich wieder verlangsamt oder zum Stehen kommt. (Proceedings oft he National Academy of Sciences, 2021; doi: 10.1073/pnas.2024192118)

Quelle: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

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