Die größte Eismasse der Erde schwindet. Und die dortigen Entwicklungen werden mit darüber entscheiden, wie der Klimawandel sich künftig auswirkt. Eine nun in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Analyse zeigt, dass die Antarktis gegenwärtig bereits zu einem höheren Anstieg des Meeresspiegels beiträgt als je zuvor in den vergangenen 25 Jahren (IMBIE, 2018). Würde all das gefrorene Wasser in der Antarktis schmelzen, stiege der Meeresspiegel um rund 60 Meter an (Cryosphere: Fretwell et al., 2013). Schon ein Meter würde reichen, um große Teile der deutschen und niederländischen Küste unter Wasser zu setzen. 60 Meter wiederum ließen den Kölner Dom im Meer stehen. Keine sonderlich angenehme Vorstellung.

Klimaforscher halten es daher für unbedingt notwendig, die Dynamik der Antarktis zu verstehen, um sich auf die Zukunft vorzubereiten: Wohin bewegt sich das Eis der Antarktis? Wie viel Eis schmilzt in welchem Zeitraum? Und inwiefern gleicht Neuschnee den Schwund womöglich aus? All das hat das Team der Ice Sheet Mass Balance Inter-comparison Excercise (IMBIE) nun so umfassend wie niemand zuvor untersucht. Kein anderes Projekt hat die Antarktis derzeit so gut im Blick wie die 84 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen von mehr als 44 internationalen Organisationen. Mit Daten von 24 Satelliten, die sie systematisch miteinander verglichen, nahmen sie eine Rundumüberwachung des Kontinents vor.

Dass die Antarktis zu schmelzen beginnt, ist seit einigen Jahren bekannt. 2012 belegten Forscherinnen und Forscher bereits, dass der Kontinent seit Jahrzehnten bröckelt. Bisher aber hielten die Forscher die Antarktis für deutlich träger als die Arktis. Die neue Analyse deutet nun darauf hin, dass sich das vermeintlich ewige Eis auffallend rasch verflüssigt. Sie ist Teil eines ganzen Bündels an besorgniserregenden Veröffentlichungen, die sich mit vergangenen, gegenwärtigen und künftigen Problemen der der Antarktis auseinandersetzen.

Die aktuelle Erkenntnis: Insgesamt ließ das schmelzende Eis den weltweiten Meeresspiegel zwischen 1992 und 2017 um 7,6 Millimeter steigen. Zwischen 1992 und 2012 verlor die Antarktis dabei jährlich 76 Milliarden Tonnen Eis, also 76 Gigatonnen; das bedeutete einen Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels von 0,2 Millimetern pro Jahr, was einem Anteil von 6 Prozent entspricht. Dann aber verdreifachte sich die Menge binnen weniger Jahre: Zwischen 2012 und 2017 lag der Schwund bei 219 Milliarden Tonnen pro Jahr, wie die IMBIE-Daten zeigen. Damit gingen jährlich 0,6 Millimeter des Meeresspiegelanstiegs, also 18 Prozent, auf die geschmolzenen Landmassen rund um den Südpol zurück. Insgesamt macht das drei Billionen Tonnen Eis, die sich im vergangenen Vierteljahrhundert verflüssigt haben.

Drei Billionen Tonnen – eine unvorstellbar hohe Zahl. Sie greifbar zu machen, ist schwierig. Josef Zens vom Geoforschungszentrum in Potsdam hat es dennoch versucht: "Ich würde das an Ihrer Stelle auf Sekunden umrechnen", sagt er. 3 Billionen Tonnen geteilt durch 25 Jahre geteilt durch 365 Tage geteilt durch 24 Stunden geteilt durch 60 Minuten geteilt durch 60 ergibt: 3.800 Tonnen Eis gehen pro Sekunde verloren. "Das sind ungefähr 150 Tanklaster", erklärt Zens, "stellen Sie sich vor, Sie würden pro Sekunde 150 solcher Laster auf der Autobahn überholen." Wer besser mit Vergleichen aus der Natur klarkommt, darf sich merken, dass das geschmolzene Eis pro Jahr zweieinhalbmal der Wassermenge im Bodensee entspricht. Wer ein Bild aus dem Sport bevorzugt, darf sich mit einem olympischen Schwimmbecken von 50 Metern Länge, 25 Metern Breite und 2 Metern Tiefe behelfen, das damit 2.275 Tonnen Eis fasst: Pro Sekunde verschwinden dann knapp mehr als anderthalb Schwimmbäder Eis.

Die größten Verluste haben die Forscherinnen und Forscher in der Westantarktis verzeichnet. Ihr Zerfall ist seit Jahren bekannt und dokumentiert. Regelmäßig sind in den Nachrichten Bilder der zersplitterten Region des Larsen-Schelfeises oder der kalbenden Thwaites- und Pine-Island-Gletschern zu sehen, "deren Kollaps unter Gletscherforschern schon als ausgemacht gilt", wie DIE ZEIT bereits 2016 berichtete. Was sich damals bereits ebenfalls abzeichnete: Auch die Ostantarktis bröckelt.

Die Satellitenauswertungen von IMBIE belegen dies. Hatte es in der Ostantarktis durch vermehrten Schneefall von 1992 bis 2012 noch einen Zuwachs der Eismasse gegeben, errechnete das Team nun einen jährlichen Verlust von 28 Milliarden Tonnen Eis für den ostantarktischen Eisschild.

Beide Polkappen schmelzen


Das Video zeigt den Verlust der Eismassen in der Antarktis von 1992 bis 2017.

Und so fasst Andrew Shepherd von der Universität Leeds, leitender Forscher des internationalen Projekts, die Ergebnisse wie folgt zusammen: "Wir haben schon lange vermutet, dass die Veränderungen des Weltklimas sich auf die Polkappen auswirken. Dank der Satelliten können wir den Eisverlust und Beitrag zum weltweiten Meeresanstieg nun mit Überzeugung verfolgen."

Bereits 2012 hatten Shepherd und sein Team modelliert, wie sich die großen Eiskomplexe in Grönland und der Antarktis verhalten (Science, 2012). Erstmals belegten sie damals: Beide Polkappen schmelzen, jene im Norden allerdings deutlich schneller als jene im Süden. Die aktuelle Studie zeige nun, "dass der Anteil des antarktischen Eisschildes am immer schneller steigenden Meeresspiegel sich in den letzten Jahren erheblich vergrößert hat", sagt Torsten Albrecht vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Es könne sogar sein, dass die Eisverluste aus der Antarktis den globalen Meeresspiegelanstieg künftig dominieren.

"Ende der Neunzigerjahre hätten die wenigsten solch einen rapiden Anstieg des Massenverlustes in der Antarktis für möglich gehalten, da bis dato die Antarktis als sehr stabiles und aufgrund ihrer Größe auch als träges System verstanden wurde", sagt Veit Helm, der als Glaziologe am Alfred-Wegener-Institut an IMBIE beteiligt ist. In den vergangenen 15 Jahren aber habe sich aufgrund der längeren Satellitenzeitreihen, neuer Sensorik sowie neuer Messverfahren der Beobachtungssysteme das Verständnis für die Prozesse erweitert. So waren für IMBIE beispielsweise Daten des europäischen Satellitenprojekts CryoSat-2 mitentscheidend, das 2010 ins All geschickt wurde.

Simulationen der Vergangenheit helfen abzuschätzen, wie schnell ein Eisrückgang in Zukunft verlaufen könnte.
Torsten Albrecht, Klimaforscher

Je belastbarer die Daten aus der Vergangenheit, desto belastbarer die Prognose. Bereits am Ende der letzten Eiszeit, als sich die Erde um mehrere Grad erwärmt hat, hatten sich Teile der damals viel ausgedehnteren Antarktis innerhalb von wenigen Jahrhunderten über 1.000 Kilometer zurückgezogen. "So schnell, dass der antarktische Eisschild für eine gewisse Zeit sogar kleiner war, als wir es heute beobachten", sagt Torsten Albrecht, der dazu mit Kolleginnen und Kollegen ebenfalls in Nature eine Studie veröffentlicht hat (Kingslake et al., 2018). Entlastet vom Gewicht des Eises jedoch hob sich die Erdkruste, die unterhalb der Antarktis liegt, wodurch sich das Eis wieder vom Landesinneren in Richtung Meer schob. "Solche Simulationen der Vergangenheit helfen dabei abzuschätzen, wie schnell ein Eisrückgang in Zukunft verlaufen – und wie schnell das Meer in Zukunft steigen könnte", erklärt der Klimaforscher.

Zwar zeigen alle vorliegenden Studien ein nahezu konsistentes Bild von der Antarktis, doch welche Faktoren wie genau auf das Eis einwirken – beispielsweise Ozeanströme, Lufttemperatur, Schneefall – und wie sich die Antarktis in den kommenden Jahrzehnten genau verändern wird, ist weiterhin ungewiss.

Was die Westantarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen. Davon ist Albrechts Team überzeugt. Die von der Gruppe beschriebene Hebung des Bodens sei viel zu langsam, um einen gefährlichen Anstieg des Meeresspiegels in naher Zukunft zu verhindern. "Nur eine schnelle Reduktion des Ausstoßes von Treibhausgasen kann dies leisten", schreiben die Forscherinnen und Forscher in einer Pressemitteilung.

Zwei spekulative Szenarien, eine Diskussion

Fest steht: Die gesamte Antarktis ist anfälliger für den Klimawandel als lange gedacht. Und das hat Folgen für den Meeresspiegel.

Der Südliche Ozean nimmt mehr Wärme und Kohlendioxid auf als andere Ozeane und hilft so, die globale Erwärmung zu verlangsamen (Journal of Climate: Frölicher et al., 2015 & Nature Geoscience: Armour et al., 2016). Doch selbst die Kapazitäten eines so riesigen Gewässers wie dem Südpolarmeer sind begrenzt. Ab einem noch ungewissen Zeitpunkt wird es mit Kohlendioxid gesättigt sein und nicht mehr als Puffer dienen können.

Davon geht auch das Team um den Ozeanografen Steve Rintoul aus. Basierend auf dem bedeutsamen Faktor "Treibhausgas", allen voran Kohlendioxid, hat er zwei mögliche Szenarien für die Antarktis im Jahr 2070 erstellt, die abermals Nature begleitend zur IMBIE-Analyse veröffentlicht hat (Rintoul et al., 2018).

Spekulativ, um zu erschrecken

Variante 1 – "der Weg zum Kollaps": Die Menschheit jagt Treibhausgase weiterhin weitestgehend unkontrolliert in die Atmosphäre. Die Folge: Der Meeresspiegel würde bis 2070 um bis zu 27 Zentimeter steigen, die Lufttemperatur sich um 3 Grad Celsius erhöhen, der Ozean um rund 2 Grad, was eine Versauerung des Wassers zur Folge hätte. Außerdem gäbe es zehnmal so viele invasive Arten – etwa das Einjährige Rispengras (Poa annua) – in der Region wie bislang, was das Ökosystem in der Antarktis vollkommen durcheinanderbringen würde. 

Variante 2 – "mildere Umstände": Die Emissionen werden reguliert und reduziert – so wie vom Weltklimarat empfohlen und auf dem Klimagipfel vereinbart –, was die Veränderungen der Antarktis zwar nicht stoppt oder gar umkehrt, aber immerhin deutlich verringert. In diesem Fall würde der Beitrag der Antarktis im Jahr 2070 zum weltweiten Anstieg des Meeresspiegels sechs Zentimeter betragen, die Lufttemperatur hätte sich um 0,9 Grad Celsius erhöht. Das Ökosystem könnte weitgehend erhalten bleiben.

"Beide Szenarien sind selbstverständlich äußerst spekulativ", schreiben Rintoul und sein Team. Bewusst gegensätzlich angelegt, sollen sie vielmehr die Grundlage für eine Diskussion bieten, als eine Prognose darzustellen, heißt es in ihrem Artikel. Eines jedoch sei sicher: "Welche Geschichte am Ende geschrieben wird, hängt wesentlich von den Entscheidungen ab, die wir im Lauf dieses Jahrzehnts treffen."