Antarktischer Gletscher verliert Eis in Rekordtempo

„Der Hektoria-Gletscher ist an seiner Unterseite, also dort wo das Gletschereis in Kontakt mit dem Untergrund steht, durch eine große Ebene charakterisiert. Die Studie zeigt, dass diese Konfiguration für die beobachtete Instabilität maßgebend war.“

„Der Verlust des ‚Festeises‘, also Eis, welches auf der Meeresoberfläche schwimmt, aber an den Rändern mit er Küste verbunden ist, scheint für das Einsetzten der beobachteten Dynamik ein wichtiges Element gewesen zu sein. Durch das Verschwinden dieses Eises wurde das restliche Gletschereis weniger ‚zurückgehalten‘ und konnte so schnell abbrechen.“

„Um so einen schnellen Rückzug auszulösen, braucht es eine spezielle Kombination von Topographie und Gletschergeometrie: einerseits muss die Meeresbathymetrie, also die Topographie des Meeresgrund, flach sein, andererseits muss der Gletscher eine Eisdicke aufweisen, die nahe am Schwimmgleichgewicht ist. Wird die Eisdicke dann etwas dünner, kommt es zum Aufschwimmen und durch die Einwirkung der Meeresströmungen und Gezeiten bricht das Eis. Wenn der Meeresuntergrund sehr flach ist und der Gletscher über größere Bereiche in etwa gleich dick, dann kann dieses Aufschwimmen über sehr große Bereiche mehr oder weniger gleichzeitig passieren. Genauso wie man es im Fall des Hektoria-Gletschers nun beobachtet hat.“

„Die Studie zeigt, wie innerhalb sehr kurzer Zeit sehr große Eismassen verloren gehen können. Das Fehlen dieses Eises im Vorfeld des Inlandeises kann dann wiederum zu einer Beschleunigung der Fließbewegung des Inlandeises führen, was dann wiederum vermehrt in die Meere gelangt. Es gibt also eine Art positive Rückkoppelung im Eisverlust, welche denkbar unerwünscht ist.“

„Der Hektoria-Gletscher, der in die Bucht des ehemaligen Larsen-B-Eisschelfs fließt, verlor nach dem Zusammenbruch des Eisschelfs seine stützende Eisschicht, wodurch er sich deutlich beschleunigte und ausdünnte. Die Larsen-B-Bucht gilt seither als wichtiges Gebiet, um zu untersuchen, wie Gletscher auf den Verlust von stabilisierendem Schelfeis reagieren.“

„Zwischen Januar 2022 und März 2023 zeigte sich auf Satellitenbildern ein außergewöhnlich schneller Rückzug des Hektoria-Gletschers. Laut der aktuellen Studie lässt sich dieser rasche Rückzug auf eine sogenannte ‚ice plain‘ zurückführen – einen flachen Bereich des Untergrunds unterhalb des Meeresspiegels, auf dem der Gletscher aufliegt. Sobald der Gletscher auf dieser Fläche aufschwimmt und nicht mehr mit dem darunterliegenden Gestein verbunden ist, wird das Eis empfindlicher gegenüber äußeren Störungen. Dies kann verstärktes Kalben von Eisbergen zur Folge haben, wodurch sich die Gletscherfront innerhalb weniger Tage um mehrere Kilometer zurückziehen kann. Im Fall des Hektoria-Gletschers führte dies beispielsweise zu einem Rückzug von etwa 2,5 Kilometern innerhalb von nur zwei Tagen, was durch Satellitenbilder belegt werden konnte.“

„In der Wissenschaft wird die Rolle von landfestem Meereis, sogenanntem ‚fast ice‘, bei der Stabilisierung von Gletschern intensiv diskutiert. Zwar deuten Studien, die auf Satellitenbeobachtungen basieren, darauf hin, dass dieses Meereis die Gletscherfront stützen und das Kalben von Eisbergen verringern kann. Modellrechnungen zeigen jedoch, dass der Einfluss von landfestem Meereis vernachlässigbar ist und andere Faktoren entscheidender sind, beispielsweise verstärkter Seegang durch das fehlende ‚fast ice‘. Die aktuelle Studie zeigt, dass die Topographie des Untergrunds für den beobachteten starken Rückzug des Hektoria-Gletschers von entscheidender Bedeutung war.“

„Der antarktische Eisschild ist nach wie vor die größte Unsicherheit bei Vorhersagen zum zukünftigen Meeresspiegelanstieg. Da Kalbungsprozesse in Eisschildmodellen noch nicht ausreichend dargestellt sind, sind die Vorhersagen zum Meeresspiegelanstieg sehr unsicher. Um den zukünftigen Meeresspiegel zuverlässig vorherzusagen, ist es wichtig, Modelle durch Satellitendaten zur Gletscherdynamik zu ergänzen. Gleichzeitig müssen plötzliche Änderungen im Kalbungsverhalten, wie die schnellen, auftriebsgesteuerten Rückzüge des Hektoria-Gletschers, in den Modellierungen berücksichtigt werden.“

„Die ‚ice plain‘ spielt hier eine grundsätzliche Rolle. Die Oberflächenneigung und die Gletscherbettgeometrie sind in diesem Beispiel so, dass mehrere Kilometer Gletscher fast gänzlich aufschwimmen. Nur unter diesen speziellen Bedingungen ist ein so rapider Rückgang überhaupt möglich. Im Allgemeinen ist das nicht typisch. So ein extremer Fall ist seit der Satelliten-Ära nie dokumentiert worden, allerdings gibt es Hinweise, dass sich ähnliche Prozesse auch in der Vergangenheit abgespielt haben. Es ist so gut wie sicher, dass es auch in der Zukunft wieder vorkommt.“

„‚Fast ice‘ ist eine Art Meereis. Es heißt genauer ‚landfast ice‘, was darauf hindeutet, dass die Eisschicht am Land festsitzt. Normalerweise kann sich Meereis relativ leicht bewegen. In diesem Fall hängt das ‚fast ice‘ an der Gletscherzunge fest. Es ist schon in vorhergehenden Studien aufgezeigt worden, dass dieses Eis einen sehr profunden Einfluss auf die Gletscher hat. Über die genauen Prozesse beispielsweise den sogenannten buttressing effect (Rückhaltekräfte durch schwimmende Schelfeise; Anm.d. Red.) lässt sich streiten, aber die Präsenz von ‚fast ice‘ und vor allem von ‚multi year fast ice‘ hat einen direkten Einfluss auf die Kalbungsrate an der Gletscherfront und hilft damit die Gletscher zu stabilisieren. Das ‚fast ice‘ ist aber nur wenige Meter dick und kann relativ leicht aufbrechen. Entweder weil es warm ist oder auch durch Wind. Wenn das passiert, dann ist für die Gletscher die Hölle los. Der Verlust vom ‚fast ice‘ im Jahr 2022 hat direkt zu einer hohen Kalbungsrate geführt. Dies löste dann einen positiven Rückkopplungszyklus aus: Der Verlust von Eis führt zu weniger Widerstand und daher einer Beschleunigung der Gletscherbewegung. Das führt dann zu einem Verlust der Eisdicke, da das Eis wegfließt und zu reduzierter Haftung des Eises an den Untergrund und damit zu höheren Kalbungsraten und weiterer Beschleunigung: eine Art Teufelskreis.“

„Die Bedingungen sind rein geometrisch: Die Oberfläche und der Untergrund sind so beschaffen, dass eine größere Gletscherfläche fast genau aufschwimmt. Wegen dem Dichteunterschied von Eis und Wasser ist das der Fall, wenn die Oberfläche etwa zehn Mal weniger schnell ansteigt als der Untergrund tiefer wird. Das kann abhängig von den Gegebenheiten bei vielen Gletschern vorkommen. Den Untergrund kann man mit Radar messen, aber die Oberfläche passt sich laufend ans Klima und die dynamischen Bedingungen an, und ist daher etwas schwieriger zu evaluieren.“

„Der Kalbungsprozess ist im Allgemeinen schwierig in Modellen zu beschreiben und ist zurzeit die größte Unsicherheit in Gletschermodellen, vor allem in der Antarktis. Diese Art Beobachtung ist daher ungeheuer wichtig, da sie spezifische Herausforderungen an unsere Modelle stellt. Je besser moderne Eismodelle diesen Prozess im Nachhinein modellieren können, desto besser können wir uns auf prognostische Modelle verlassen.“