Tauchroboter lüften das Rätsel des verschwundenen Antarktis-Eises

Von den 1970er Jahren bis 2016 verhielt sich das antarktische Meereis seltsam widerständig: Es wuchs sogar, während der Klimawandel die Erde bereits erwärmte. Dann kollabierte es abrupt. Innerhalb weniger Jahre schrumpfte die Ausdehnung des Meereises rund um den Südpol dramatisch und hat sich seitdem nicht erholt. Was dahintersteckt, war lange ein offenes Rätsel der Klimaforschung. Eine neue Studie im Fachjournal PNAS liefert jetzt die bislang überzeugendste Erklärung – ermöglicht durch ein globales Netz tauchroboterähnlicher Messinstrumente namens Argo-Floats.

„Eine der zentralen Erkenntnisse der Studie ist, dass der Ozean eine enorme Rolle dabei spielt, wie stark das Meereis von Jahr zu Jahr und von Jahrzehnt zu Jahrzehnt schwankt“, sagt Earle Wilson, Polarozeanograph an der Stanford University und Hauptautor des Papers in PNAS. Die Argo-Floats, torpedoförmige Geräte von etwa Menschengröße, tauchen mehrere Tausend Meter tief und messen Temperatur und Salzgehalt, bevor sie wieder auftauchen und die Daten per Satellit übertragen. Über Jahre sammelten sie Daten, die zeigen, wie sich die Schichtung des Südozeans verändert hat.

Das physikalische Grundprinzip ist verblüffend einfach: Im Gegensatz zu anderen Weltmeeren, wo die Oberfläche durch Sonneneinstrahlung wärmer ist als die Tiefe, gilt in der Antarktis das Gegenteil. Die Luft kühlt die Meeresoberfläche so stark ab, dass wärmere Wassermassen in der Tiefe verbleiben. Solange dieses warme Tiefenwasser von der kalten Oberfläche getrennt bleibt, kann sich Meereis bilden und ausdehnen. In den Jahrzehnten vor 2016 verstärkte erhöhter Niederschlag diesen Effekt: Er machte das Oberflächenwasser süßer und damit weniger dicht als das salzige Tiefenwasser. Diese Schichtung wirkte wie eine Isolierschicht, hinter der sich Wärme jahrzehntelang aufstaute.

Dann griffen veränderte atmosphärische Bedingungen ein. Intensivierte und verschobene Winde begannen, das Oberflächenwasser vom Kontinent wegzuschieben und das aufgestaute Tiefenwasser an die Oberfläche zu mischen. „Was wir erlebten, war im Wesentlichen diese sehr gewaltsame Freisetzung all dieser aufgestauten Wärme aus der Tiefe, die wir mit dem Meereis-Rückgang in Verbindung bringen“, sagte Wilson gegenüber Grist. Die Winde zerbrachen das Eis zusätzlich direkt – sowohl durch das Zusammentreiben von Eisschollen als auch durch den entstehenden Wellengang. Ob die veränderten Windmuster vorwiegend durch den Klimawandel oder durch natürliche Variabilität ausgelöst wurden, klären Wissenschaftler noch.

„Aktuelle Forschungen haben gezeigt, dass sowohl atmosphärische als auch ozeanische Erwärmung wahrscheinlich zu der plötzlichen Veränderung der antarktischen Meereisausdehnung seit 2016 beigetragen hat, und diese Arbeit hilft dabei, den Punkt weiterzuentwickeln, dass die tiefere Meererwärmung ein wichtiger Faktor ist“, sagt Zachary Labe, Klimawissenschaftler bei Climate Central, der an der Studie nicht beteiligt war. Was auf dem Spiel steht, geht weit über das Meereis selbst hinaus: Würde das gesamte antarktische Eisschild, das auf dem Kontinent ruht, schmelzen, stiege der Meeresspiegel laut NASA um rund 60 Meter.

Das Meereis ist dabei mehr als nur ein Thermometer des Klimas. Es wirkt als Puffer für die antarktischen Eisschelfe, jene schwimmenden Eistafeln, die das Landeis zurückhalten. Verlieren sie ihre Meereisumgebung, verlieren sie den Schutz vor dem Wellengang, der ihre Unterseiten bereits durch Unterwasserstürmen erodiert. Gleichzeitig reflektiert helles Meereis Sonnenwärme zurück ins Weltall. Schwindet es, absorbiert der dunkle Ozean mehr Wärme – ein selbstverstärkender Kreislauf.

Ob die Antarktis eine dauerhafte neue Eis-Normalität erlebt oder ob atmosphärische und ozeanische Bedingungen zeitweise Erholungsphasen erlauben, bleibt offen. Wilsons nüchternes Urteil: „Der langfristige Trend über mehrere Jahrzehnte wird negativ sein – das wäre meine Einschätzung, aber wir wissen es nicht mit Sicherheit.“ Für Zachary Labe ist die Botschaft an die internationale Gemeinschaft klar: Es brauche mehr Mittel für Beobachtungsnetze rund um den Südpol, sowohl im Ozean als auch in der Atmosphäre. „Das ist entscheidend angesichts der rasanten Veränderungen, die wir zu beobachten beginnen.“