Eisschilde

Schematische Darstellung des grönländischen und antarktischen Eisschildes

Zusammen mit Gletschern, Schnee, Permafrost und Meereis gehören die Eisschilde zur Kryosphäre, einem wesentlichen Bestandteil des Klimasystems. Das Abschmelzen von Eisschilden hat im Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeit den Meeresspiegel um über 100 m ansteigen lassen. Sie könnten auch den wichtigsten Beitrag für den Meeresspiegelanstieg der Zukunft liefern.

Übersicht

Im gegenwärtigen Klima gibt es auf der Erde nur die beiden Eisschilde auf Grönland und der Antarktis. Während der letzten Kaltzeit lagen auch über große Teile Nordamerikas und Eurasiens mächtige Inlandeismassen, und das Eisvolumen während des letzten glazialen Maximums um 21000 Jahre v.h. war mehr als doppelt so groß wie heute. Die großen Eisschilde der Gegenwart bilden zusammen ein Volumen von 27,6 Millionen km³ Eis, in denen eine so große Wassermenge gebunden ist, dass beim vollständigen Abtauen der globale Meeresspiegel um etwa 64 m steigen würde. Ihre Masse wird durch Schneefall gebildet (Akkumulation) und durch Schmelzen an der Oberfläche und an der Unterseite sowie den Abfluss Richtung Meer und das Kalben ins Meer wieder abgebaut (Ablation). Eisschilde reagieren auf klimatische Veränderungen in Zeiträumen von bis zu zehntausend Jahren. Gegenwärtige Prozesse können daher sowohl Folgen aktueller Klimaänderungen als auch Langzeitwirkungen des nacheiszeitlichen Klimawandels sein.

Jüngste Untersuchungen mit voneinander unabhängigen Techniken haben ergeben, dass der Massenverlust beider Eisschilde zusammen im Jahre 2006 sich auf 475 Gt pro Jahr belief. Das entspricht einem Meeresspiegelanstieg von 1,3 mm pro Jahr. Der Massenverlust hat sich dabei seit 1992 um 36,3 Gt pro Jahr beschleunigt. Die Zunahme des Massenverlusts ist damit dreimal stärker als die von Gletschern und Eiskappen. Falls dieser Trend anhält, wird der Meeresspiegelanstieg in den nächsten Jahrzehnten zunehmend von den großen Eisschilden dominiert werden.

Messmethoden

Zur Bestimmung der Veränderung der Eisschilde werden verschiedene Methoden angewandt. Zum einen wird versucht, die Massenbilanz der Eisschilde durch Messungen vor Ort und durch Satelliten zu bestimmen. Eine weitere Methode ist die Höhenmessung der Eisoberfläche durch Satelliten und eine dritte die Schwerefeldmessungen ebenfalls durch Satelliten.

Bei der Bestimmung der Massenbilanz muss einerseits die Zunahme des Eisschildes durch Schneefall und andererseits seine Abnahme durch Abfluss und Schmelzen abgeschätzt werden. Dazu dienen u.a. Messungen der Abflussgeschwindigkeit und Eisdicke an der Grundlinie. Die Abflussgeschwindigkeit wird auch durch Satellitenradar gemessen.

Die Veränderung der Höhe der Eisschildoberfläche wird durch mehrfache Messungen des Abstands zwischen dem Satelliten und dem Eisschild mit Radar oder Laser bestimmt. Ungenauigkeiten entstehen dadurch, dass z.B. Radarsignale (Schnee oder festes Eis) je nach Beschaffenheit der Oberfläche mehr oder weniger tief in diese eindringen. Bei der Höhenmessung mit Laserstrahlen, die von der NASA seit 2003 durchgeführt werden, ist dieser Effekt zu vernachlässigen. Allerdings können Wolken die Messungen stören.

Seit 2002 werden in dem Projekt GRACE Schwerefeldmessungen der Erde durchgeführt, durch die die Eismasse bestimmt werden kann. Die Messungen sind im letzten Jahrzehnt zunehmend besser geworden und zeigen größere Übereinstimmungen mit den Beobachtungen vor Ort als noch beim letzten IPCC-Bericht.

Antarktischer Eisschild

• Hauptartikel Antarktischer Eisschild

Der antarktische Eisschild ruht auf einer kontinentalen Landmasse nahezu konzentrisch um den Südpol. Die klimatischen Verhältnisse über der Antarktis und dem umgebenden Ozean werden im wesentlichen durch den Eisschild selber bestimmt. Durch die kalten Bedingungen des antarktischen Klimas kommt es nur zu geringen Abschmelzvorgängen an der Eisoberfläche. Eisverluste geschehen primär durch das Kalben von Tafeleisbergen an der Schelfeisgrenze ins Meer, das durch Eisströme aus dem Innern angetrieben wird, und durch das Abschmelzen von Schelfeis an der Unterseite. Bis vor kurzem wurde angenommen, dass sich Eisströme grundsätzlich nur sehr langsam bewegen und ihre Geschwindigkeit nicht schnell ändern können. Neuere Beobachtungen haben gezeigt, dass die Geschwindigkeit der Eisströme sich verhältnismäßig schnell ändern kann, z.B. wenn das Schelfeis, in das sie münden, instabil wird.

Grönländischer Eisschild

• Hauptartikel Grönländischer Eisschild

Gegenüber der Antarktis ist das aufgrund der geographischen Lage um 10-15 ^oC wärmere Klima Grönlands eher fremdbestimmt und wird stark durch die nordamerikanische und eurasische Landmasse und vor allem den Nordatlantik beeinflusst. Einerseits sind daher die Niederschläge deutlich höher als über der Antarktis, andererseits gibt es im Sommer umfangreiche Schmelzvorgänge an der Oberfläche, die sich über nahezu die Hälfte des Eisschildes erstrecken und deren Wasser größtenteils ins Meer abfließt. Ein anderer Teil des Eises geht auch hier durch das Kalben ins Meer verloren. Während der antarktische Eisschild mit Ausnahme einiger Randgebiete wie der Westantarktischen Halbinsel nur sehr verzögert auf Klimaänderungen reagiert, zeigt der Eisschild auf Grönland deutlich stärker die Folgen des aktuellen Klimawandels.

Literatur

• José L. Lozán / Hartmut Graßl / Hans-W. Hubberten / Peter Hupfer / Ludwig Karbe / Dieter Piepenburg (Hrsg.): Warnsignale aus den Polarregionen. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg 2006

Weblinks

• Mayer/Oerter: Die Massenbilanzen des antarktischen und grönländischen Inlandeises und der Charakter ihrer Veränderung, in: Lozán u.a. (Hrsg.): Warnsignale aus den Polarregionen, Hamburg 2006, S. 92-96

Lizenzangaben

Kontakt: Dieter Kasang