Wenn die polaren Eisschilde schmelzen, wirken sich die Auswirkungen auf die ganze Welt aus. Das schmelzende Eis erhöht den durchschnittlichen globalen Meeresspiegel, verändert die Meeresströmungen und beeinflusst die Temperaturen an polfernen Orten. Aber schmelzende Eisschilde wirken sich nicht überall in gleicher Weise auf den Meeresspiegel und die Temperaturen aus.
In einer neuen Studie untersuchte unser Wissenschaftlerteam, wie sich das Schmelzen des Eises in der Antarktis auf das globale Klima und den Meeresspiegel auswirkt. Wir haben Computermodelle des antarktischen Eisschildes, der festen Erde und des globalen Klimas, einschließlich atmosphärischer und ozeanischer Prozesse, kombiniert, um die komplexen Wechselwirkungen zu untersuchen, die schmelzendes Eis mit anderen Teilen der Erde hat.
Es ist wichtig zu verstehen, was mit dem Eis der Antarktis passiert, denn es enthält genug gefrorenes Wasser, um den durchschnittlichen Meeresspiegel um etwa 190 Fuß (58 Meter) anzuheben. Wenn das Eis schmilzt, wird es zu einem existenziellen Problem für Menschen und Ökosysteme in Insel- und Küstengemeinden.
Veränderungen in der Antarktis
Das Ausmaß, in dem der antarktische Eisschild schmilzt, hängt davon ab, wie stark sich die Erde erwärmt. Und das hängt von den künftigen Treibhausgasemissionen aus Quellen wie Fahrzeugen, Kraftwerken und Industrien ab.
Studien deuten darauf hin, dass ein Großteil des antarktischen Eisschildes überleben könnte, wenn die Länder ihre Treibhausgasemissionen im Einklang mit dem Ziel des Pariser Abkommens von 2015 reduzieren würden, die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius (2,7 Fahrenheit) im Vergleich zu vor dem Industriezeitalter zu begrenzen. Wenn die Emissionen jedoch weiter steigen und sich die Atmosphäre und die Ozeane noch stärker erwärmen, könnte dies zu einem erheblichen Abschmelzen und einem deutlich höheren Meeresspiegel führen.
Unsere Forschung zeigt, dass hohe Emissionen nicht nur ein Risiko für die Stabilität des westantarktischen Eisschildes darstellen, das bereits zum Anstieg des Meeresspiegels beiträgt, sondern auch für das viel größere und stabilere ostantarktische Eisschild.
Es zeigt auch, wie der Meeresspiegel in verschiedenen Regionen der Welt unterschiedlich stark ansteigen wird, wenn die Antarktis schmilzt.
Meeresspiegelveränderung verstehen
Wenn der Meeresspiegel wie das Wasser in einer Badewanne ansteigen würde, würde der Ozean überall um den gleichen Betrag ansteigen, wenn die Eisschilde schmelzen. Aber das ist nicht der Fall.
Stattdessen kommt es an vielen Orten zu einem stärkeren regionalen Anstieg des Meeresspiegels als im globalen Durchschnitt, während an Orten in der Nähe der Eisdecke sogar ein Rückgang des Meeresspiegels zu verzeichnen ist. Der Hauptgrund liegt in der Schwerkraft.
Eisschilde sind massiv und diese Masse erzeugt eine starke Anziehungskraft, die das umgebende Meerwasser anzieht, ähnlich wie die Anziehungskraft zwischen Erde und Mond die Gezeiten beeinflusst.
Wenn der Eisschild schrumpft, nimmt seine Anziehungskraft auf den Ozean ab, was dazu führt, dass der Meeresspiegel in Regionen nahe der Eisschildküste sinkt und in weiter Entfernung ansteigt. Aber Veränderungen des Meeresspiegels sind nicht nur eine Funktion der Entfernung vom schmelzenden Eisschild. Dieser Eisverlust verändert auch die Rotation des Planeten. Die Rotationsachse wird in Richtung der fehlenden Eismasse gezogen, was wiederum das Wasser rund um den Globus neu verteilt.
Zwei Faktoren, die das Schmelzen verlangsamen können
Wenn die massive Eisdecke schmilzt, prallt die feste Erde darunter zurück.
Unter dem Grundgestein der Antarktis befindet sich der Erdmantel, der langsam wie Ahornsirup fließt. Je mehr die Eisdecke schmilzt, desto weniger drückt sie auf die feste Erde. Mit weniger Gewicht kann das Grundgestein nachfedern. Dadurch können Teile der Eisdecke aus dem Kontakt mit dem sich erwärmenden Meerwasser gehoben werden, was die Abschmelzrate verlangsamt. Dies geschieht schneller an Orten, an denen der Mantel schneller fließt, beispielsweise unter dem westantarktischen Eisschild.
Dieser Rebound-Effekt könnte zum Erhalt des Eisschildes beitragen – wenn die globalen Treibhausgasemissionen niedrig gehalten werden.
Eine Visualisierung des Schwerefeldes der Erde. Die Schwerkraft wird durch die Masse bestimmt und die Masse der Erde ist nicht gleichmäßig verteilt. NASA/JPL/University of Texas Center for Space Research.
Ein weiterer Faktor, der das Schmelzen verlangsamen kann, mag kontraintuitiv erscheinen.
Während das Schmelzwasser der Antarktis den Anstieg des Meeresspiegels vorantreibt, zeigen Modelle, dass es auch die durch Treibhausgase verursachte Erwärmung verzögert. Das liegt daran, dass eisiges Schmelzwasser aus der Antarktis die Meeresoberflächentemperaturen in der südlichen Hemisphäre und im tropischen Pazifik senkt, Wärme in der Tiefsee einfängt und den Anstieg der globalen durchschnittlichen Lufttemperatur verlangsamt.
Aber wenn das Schmelzen stattfindet, steigt der Meeresspiegel an, auch wenn er sich verlangsamt.
Kartierung unserer Meeresspiegelergebnisse
Wir haben Computermodelle kombiniert, die dieses und andere Verhaltensweisen des antarktischen Eisschildes, der festen Erde und des Klimas simulieren, um zu verstehen, was mit dem Meeresspiegel auf der ganzen Welt passieren könnte, wenn die globalen Temperaturen steigen und das Eis schmilzt.
Beispielsweise haben wir in einem moderaten Szenario, in dem die Welt die Treibhausgasemissionen reduziert, auch wenn dies nicht ausreicht, um die globale Erwärmung im Jahr 2100 unter 2 Grad Celsius (3,6 Fahrenheit) zu halten, festgestellt, dass der durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels durch die Eisschmelze in der Antarktis bis zum Jahr 2100 etwa 4 Zoll (0,1 Meter) betragen würde. Bis zum Jahr 2200 würde er mehr als 3,3 Fuß (1 Meter) betragen.
Bedenken Sie, dass es sich dabei lediglich um den Anstieg des Meeresspiegels handelt, der durch die Schmelze der Antarktis verursacht wird. Der grönländische Eisschild und die thermische Ausdehnung des Meerwassers bei der Erwärmung der Ozeane werden ebenfalls zu einem Anstieg des Meeresspiegels führen. Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass der gesamte durchschnittliche Meeresspiegelanstieg – einschließlich Grönland und thermischer Ausdehnung – bis zum Jahr 2100 im gleichen Szenario 1 bis 2 Fuß (0,32 bis 0,63 Meter) betragen würde.
Wir zeigen auch, wie unterschiedlich der Meeresspiegelanstieg aus der Antarktis weltweit ist.
In diesem moderaten Emissionsszenario stellten wir fest, dass der höchste Meeresspiegelanstieg allein durch die Eisschmelze in der Antarktis, bis zu 5 Fuß (1,5 Meter) bis zum Jahr 2200, in den Becken des Indischen Ozeans, des Pazifiks und des Westatlantiks auftritt – Orte weit entfernt von der Antarktis.
In diesen Regionen leben viele Menschen in tief gelegenen Küstengebieten, darunter Bewohner von Inselstaaten in der Karibik wie Jamaika und im zentralen Pazifik wie den Marshallinseln, die bereits unter den schädlichen Auswirkungen des steigenden Meeresspiegels leiden.
Bei einem Szenario mit hohen Emissionen stellten wir fest, dass der durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels durch das Schmelzen in der Antarktis viel höher wäre: etwa 1 Fuß (0,3 Meter) im Jahr 2100 und fast 10 Fuß (mehr als 3 Meter) im Jahr 2200.
Über den Autor
Shana Sadi ist Mitarbeiterin im Bereich Weltwissenschaft im Konsortium der fünf Hochschulen. Ambarish Karmalkar ist Assistenzprofessor für Geowissenschaften an der University of Rhode Island.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
In diesem Szenario würde ein breiterer Teil des Pazifischen Ozeanbeckens nördlich des Äquators, einschließlich Mikronesien und Palau, sowie in der Mitte des Atlantischen Ozeanbeckens den höchsten Meeresspiegelanstieg erleben, und zwar um bis zu 4,3 Meter (14 Fuß) bis zum Jahr 2200, allein von der Antarktis aus.
Obwohl diese Zahlen zum Anstieg des Meeresspiegels alarmierend erscheinen, deuten die aktuellen weltweiten Emissionen und jüngsten Prognosen darauf hin, dass dieses Szenario mit sehr hohen Emissionen unwahrscheinlich ist. Diese Übung verdeutlicht jedoch die schwerwiegenden Folgen hoher Emissionen und unterstreicht die Bedeutung der Emissionsreduzierung.
Das Essen zum Mitnehmen
Diese Auswirkungen haben Auswirkungen auf die Klimagerechtigkeit, insbesondere für Inselstaaten, die wenig zum Klimawandel beigetragen haben, aber bereits unter den verheerenden Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs leiden.
Viele Inselstaaten verlieren durch den Anstieg des Meeresspiegels bereits Land und sind Vorreiter bei den weltweiten Bemühungen, den Temperaturanstieg zu minimieren. Der Schutz dieser Länder und anderer Küstengebiete erfordert eine schnellere Reduzierung der Treibhausgasemissionen, als sich die Nationen heute dazu verpflichten.
