Schmelzende Gletscher: Grönland bald grün

Der Eisschild der größten Insel der Welt schmilzt schneller, als viele dachten. Das Gletscherwasser enthüllt dabei lange Verborgenes.

Eisschollen treiben vor einer Berglandschaft

Für viele Schollen wird das Eis dünner Foto: Hannibal Hanschke/reuters

BERLIN taz | Wissenschaftler:innen, die im T-Shirt und Shorts Volleyball spielen, eine Landebahn, die so angetaut ist, dass mit Kufen ausgestattete Flugzeuge nicht auf ihr landen können: Schon wieder gab es in diesem Sommer Nachrichten über Temperaturrekorde in Grönland.

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Auf der Forschungsstation Summit Station, auf der die Durchschnittstemperaturen auch in den wärmsten Monaten des Jahres nicht über minus 10 Grad Celsius steigen, wurde 2012 der bislang ungeschlagene Rekord von 2,2 Grad gemessen. Auch im Sommer 2021 lagen die Temperaturen knapp über null, und es regnete – extrem ungewöhnlich für die 3.216 Meter Höhe, auf denen die Station liegt.

Seit einem Vierteljahrhundert schmilzt in den grönländischen Sommern mehr Eis weg, als in den Wintern dazukommt. Allein zwischen dem 15. und dem 17. Juli dieses Jahres schmolzen pro Tag sechs Milliarden Tonnen Wasser, also über 7,2 Millionen olympische Schwimmbecken an einem Wochenende. „Unsere Vorstellung vom ewigen Eis müssen wir überdenken“, sagt Angelika Humbert, Glaziologin am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven.

Mit Hilfe von Computermodellen erforscht Humbert das Abschmelzen des Grönlandeises. Neben Flugzeugradar- und Satellitenbildern kommen für diese Modelle auch Daten aus Eisbohrkernen zum Einsatz. Ihre langen Zylinder sind wie ein 2.000 Jahre altes Klimaarchiv. Winter- und Sommerschnee sehen unterschiedlich aus und markieren so die einzelnen Jahre. In einem Bohrkern aus dem Bereich der Summit Station sind neun einzelne Jahre erkennbar, in denen eine Schmelzschicht aus Wasser auf dem Eis lag. Die ersten sechs Jahre sind 244, 753, 758, 992, 1094 und 1889. Die letzten drei sind 2012, 2019 und 2021.

Große Wasserflächen in Grönland

2014 tropfte in Grönland plötzlich Wasser aus einem dieser Kerne. „Skurril“, sagt Angelika Hum­bert. Denn normalerweise, erklärt sie, sei der Firn kalt genug, dass das über den Sommer in den Gletscher hineingelaufene Wasser im Winter wieder gefriere.

Firn ist mindestens ein Jahr alter Schnee, der zwischen dem Gletschereis und der frischen Schneedecke liegt. Durch Druck wird er über die Jahre zu neuem Gletschereis.

Die Wassertafel erstreckt sich in Grönland über Tausende von Quadratkilometern und ist für die Wissenschaft ein weiteres Indiz, dass die Gletscher immer schneller schmelzen. Während in der Antarktis Eis vor allem durch das Kalben der Gletscher, also ihr Abbrechen ins Meer, verloren geht, ist es in Grönland das Schmelzen an der Oberfläche.

Allein durch die Kraft des Nordöstlichen Eisstroms, genannt Negis, könnte der Meeresspiegel um 13 bis 15 Millimeter ansteigen. Dieser transportiert Eis und Schmelzwasser aus dem Landesinneren an die Küste. Bis vor Kurzem ging die Forschung noch von 1,5 bis 3 Millimeter Anstieg durch den Negis aus. Denn normalerweise bremsen ihn Gletscher wie der Zachariae Isstrøm. Wenn diese schmelzen, schwindet jedoch ihre Bremskraft. Das Fachblatt Nature veröffentlichte im November eine Studie zu dem Thema.

Rechenmodelle bilden Unsicherheiten nicht ab

Co-Autorin Angelika Humbert ist frustriert, wie weit ihre Computermodelle immer noch danebenliegen: „Wir haben uns diese Systeme lange zu einfach vorgestellt.“ Das Problem sei, dass Modelle zum Rechnen oft eine Linearität bräuchten, also dass die Veränderung eines Faktors zu einer proportionalen Veränderung eines weiteren Faktors führe.

Das sei in der Realität aber oft nicht so. „Die Abschätzung von Unsicherheiten ist unglaublich schwer“, erklärt Humbert. Die Forschung müsse dafür noch viel genauer verstehen, wie Gletscher sich bewegen und wie ihr Kalben funktioniert.

Das Abschmelzen der Grönländischen Gletscher wird, wie andere Klimaereignisse auch, durch sogenannte Feedback-Loops bestimmt. Ein besonders wichtiger Mechanismus ist das sogenannte Melt-elevation Feedback, das man mit Schmelz-Höhen-Rückkopplung übersetzen könnte.

Wis­sen­schaft­le­r:in­nen benutzen bei der Erklärung dieses Kreislaufs das Bild vom Bergsteigen: Je tiefer man von oben ins Tal steigt, desto wärmer wird es. Ähnliches passiert mit dem Eis: Je mehr in den hohen Lagen schmilzt, desto tiefer sinkt der Gipfel und erreicht wärmere Luftschichten, was das Schmelzen wiederum beschleunigt.

Grönlandeis ist als Kipppunkt relativ gut erforscht

Dieser sich selbst verstärkende Effekt ist ein sogenannter positiver Feedback-Loop. Ein negativer Feedback-Loop ist, dass wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnimmt und es dadurch auf dem grönländischen Eisschild mehr schneit. Dieser Schnee wird im Laufe der Zeit nicht nur zu neuem Eis. Seine Helligkeit sorgt außerdem dafür, dass mehr Sonnenlicht reflektiert wird, als das bei grauem Eis der Fall ist. Ein solcher Kreislauf wirkt der Erwärmung des Eises also entgegen.

„Positive und negative Feedback-­Loops spielen gegeneinander“, erklärt Niklas Boers. Der Physiker forscht am Potsdam Institut für Klimafolgenforschung und an der Technischen Universität München zu Erdsystemen und deren Kipppunkten. Das globale Klimasystem hat unterschiedliche überregionale Bestandteile wie das Grönlandeis oder den Amazonas. Wenn durch den menschengemachten Klimawandel bei einem dieser Bestandteile eine kritische Schwelle erreicht wird, führt das zu groß­skaligen, praktisch unumkehrbaren Veränderungen im Klimasystem.

Trotz der Überraschungen, mit denen sich die Gla­zio­lo­g:in­nen in den letzten Jahren herumschlagen mussten, sei das Grönlandeis laut Boers noch einer der relativ gut verstandenen Kipppunkte. „Die Modelle zeigen, dass es einen kritischen Temperaturwert gibt, an dem der aktuelle Zustand des Eisschilds seine Stabilität verliert.“

Doch anders als etwa beim Kipppunkt des Amazonas-Regenwalds sind die Zeitskalen, auf denen die Gletscherschmelzen ablaufen, sehr groß. Das macht es für die Forschung kompliziert. Boers benutzt das Bild einer Treppe: „Möglicherweise haben wir zunächst einen Meter Meeresspiegelanstieg, gefolgt von einer Stabilisierung des Systems bei geringerer Höhe des Eisschilds, bis der nächste kritische Schwellenwert erreicht wird und so weiter.“

Schmelzendes Grönlandeis hat anderswo Folgen

Wie sehr die Erdsysteme miteinander zusammenhängen, zeigt der Einfluss des schmelzenden Grönlandeises auf einen anderen Kipppunkt: die Atlantische Umwälzzirkulation, auch AMOC genannt. Sie verbindet die Ozeane auf dem Planeten zu einem globalen Kreislauf. Warmes Wasser fließt im Atlantik aus den Tropen in Richtung Norden. Dort kühlt es ab und sinkt nach unten, weil kaltes und salzhaltiges Wasser schwerer ist.

Süßwasser aus den schmelzenden Gletschern verändert jedoch den Salzgehalt im Meer und könnte so dazu beitragen, dass diese Zirkulation gestört wird oder sogar abbricht. Wann das passieren wird, ist unklar. Sicher ist, darin sind sich weltweit Wis­sen­schaft­le­r:in­nen einig, dass jedes Gramm CO2 in der Atmosphäre die Wahrscheinlichkeit für das Erreichen dieser Kipppunkte erhöht.

Wann genau also Grönland grün wird, ist ungewiss. Umso klarer ist jedoch, dass der große weiße Fleck am nördlichsten Ende der Welt nicht auf ewig weiß bleibt – und viele Küstengebiete weltweit verschwinden werden.

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