Eisbohrkerne zeigen erstmals raschen Eisverlust in der Antarktis vor 8 000 Jahren!
Packeisbohrkerne geben Aufschluss über den Eisschwund in der Vergangenheit und darüber, was uns in Zukunft erwarten könnte.
In Eisbohrkernen wurden die ersten direkten Beweise für den rasanten Rückgang des westantarktischen Eisschildes am Ende der letzten Eiszeit entdeckt. An einer Stelle verringerte sich der Eisschild in knapp 200 Jahren um 450 m, mehr als die Höhe des Empire State Buildings.
Wissenschaftler befürchten, dass steigende Temperaturen in Zukunft Teile des Eisschildes schwächen könnten, bevor sie einen Kipppunkt überschreiten und einen unkontrollierten Zusammenbruch auslösen. In einer in Nature Geoscience veröffentlichten Arbeit untersuchen Forscher der Universität Cambridge und des British Antarctic Survey (BAS), wie schnell das antarktische Eis schmelzen könnte, wenn die Temperaturen weiter steigen.
Eine Zeitreise in die Vergangenheit
Schmelzende antarktische Eisschilde könnten genug Süßwasser freisetzen, um den globalen Meeresspiegel um etwa 57 m anzuheben. Der westantarktische Eisschild gilt als besonders gefährdet, weil ein großer Teil von ihm auf Felsen unter dem Meeresspiegel liegt. Modelle sagen voraus, dass ein Großteil des Eisschilds in den nächsten Jahrhunderten verschwinden könnte, was zu einem Anstieg des Meeresspiegels führen würde.
"Wir haben jetzt direkte Beweise dafür, dass dieser Eisschild in der Vergangenheit schnell an Eis verloren hat," sagte Professor Eric Wolff, Hauptautor vom Cambridge Department of Earth Sciences. "Dieses Szenario existiert nicht nur in unseren Modellvorhersagen und könnte wieder passieren, wenn Teile dieses Eisschildes instabil werden."
Aber es ist nicht genau bekannt, wann und wie schnell. Um das herauszufinden, untersuchten die Forscher Eisbohrkerne, um festzustellen, was mit dem westantarktischen Eisschild am Ende der letzten Eiszeit geschah, als die Temperaturen zwar stiegen, aber langsamer als die heutige anthropogene Erwärmung. "Mit Hilfe von Eisbohrkernen können wir in diese Zeit zurückgehen und die Dicke und Ausdehnung des Eisschildes schätzen", sagt Dr. Isobel Rowell, Mitautorin der BAS-Studie.
Im Jahr 2019 bohrten Forscher einen 651 Meter langen Eiskern am Skytrain Ice Rise, einem Eishügel am Rande des Eisschilds nahe der Stelle, an der das Landeis in das Ronne-Schwebeeis einfließt. Die Eiskerne bestehen aus Schneeschichten, die über Tausende von Jahren zu Eiskristallen vergraben und verdichtet wurden. In jeder Schicht sind alte Luftblasen und Schadstoffe eingeschlossen, die mit dem jährlichen Schneefall vermischt wurden. Dies könnte Aufschluss über den Klimawandel und die Eisausdehnung geben.
Die Forscher analysierten den Kern, um die Dicke des Eises zu rekonstruieren. Sie maßen stabile Wasserisotope, die Aufschluss über die Temperatur zum Zeitpunkt des Schneefalls und den Druck der im Eis eingeschlossenen Luftblasen gaben, der mit der Höhe schwankt. Je wärmer die Temperatur und je höher der Druck der Luftblasen, desto niedriger und dünner war das Eis.
Messungen ergaben, dass das Eis vor 8.000 Jahren rapide dünner wurde, wahrscheinlich verursacht durch warmes Wasser, das unter den Rand des westantarktischen Eisschildes sickerte. Dadurch wurde wahrscheinlich ein Teil des Eises vom Untergrund gelöst, der wegschwamm, um das heutige Ronne-Schelfeis zu bilden, und dem benachbarten Skytrain-Eisrücken, der frei von unterirdischem Eis war, eine rasche Ausdünnung ermöglichte. "Sobald das Eis dünner wurde, schrumpfte es sehr schnell", sagte Wolff, "das war eindeutig ein Kipppunkt: ein unkontrollierbarer Prozess."
Entfernung von Eis
Auch der Natriumgehalt des Eises stieg etwa 300 Jahre nach der Eisverdünnung an, was darauf hindeutet, dass das Schelfeis schrumpfte, so dass das Meer Hunderte von Kilometern näher lag. Modelle zeigten bereits, dass das Eis zu diesem Zeitpunkt dünner wurde, aber der Rückzug könnte vor 12.000 bis 5.000 Jahren stattgefunden haben, und die Wissenschaftler konnten nicht sagen, wie schnell er geschah. "Wir haben jetzt eine sehr genau datierte Beobachtung dieses Rückzugs, die in verbesserte Modelle einfließen kann", so Rowell.
Der westantarktische Eisschild zog sich vor 8.000 Jahren rasch zurück und stabilisierte sich auf seiner heutigen Größe. "Es ist nun entscheidend, herauszufinden, ob zusätzliche Wärme das Eis destabilisieren und einen erneuten Rückzug verursachen könnte", sagt Wolff.