Kipppunkt vor einer Million Jahren: Wie sich das Verhalten des Antarktis-Eises wandelte

Aktuelle Berechnungen zum Anstieg des weltweiten Meeresspiegels könnten auf allzu linearen Annahmen beruhen. Eine neue, detaillierte Analyse historischer Klimadaten offenbart nun ein Muster, das langfristig die Stabilität unserer Küsten massiv bedroht.

Ein Team von Forscher:innen des IBS Center for Climate Physics im südkoreanischen Busan hat herausgefunden, dass der antarktische Eisschild nicht gleichmäßig schmilzt oder wächst, sondern ab bestimmten Schwellenwerten abrupt reagiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchung wurden nun in einer Studie veröffentlicht, die in dem Wissenschaftsmagazin Nature Geoscience zu lesen ist.

Die Wissenschaftler:innen identifizierten einen kritischen Wert bei der atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration, der bei etwa 240 Parts per Million liegt. Fällt der CO₂-Gehalt unter diese Marke, reagiert das Eisvolumen extrem sensibel auf Temperaturveränderungen in den Ozeanen und in der Atmosphäre.

Dieser signifikante Wandel im System, die sogenannte Mittelpleistozäne Wende, vollzog sich vor rund einer Million Jahren und führte zu längeren sowie deutlich intensiveren Eiszeiten. Die Autorin der Studie, Kyung-Sook Yun, erklärt dazu in einer begleitenden Stellungnahme: „Nach diesem Übergang reagiert der antarktische Eisschild viel stärker auf Veränderungen des Klimaantriebs.“

Da direkte physische Messdaten aus dieser weit zurückliegenden Epoche fehlen, nutzte das Team den Hochleistungsrechner Aleph, um die globalen Klimabedingungen der vergangenen drei Millionen Jahre zu simulieren. Dabei kombinierten die Wissenschaftler:innen ein eigenes Erdsystemmodell mit einer hoch entwickelten Software der US-amerikanischen Penn State University zur Berechnung von Eisdicken und Fließgeschwindigkeiten.

Die komplexe Simulation zeigte, dass neben kälteren Ozeantemperaturen auch der damals deutlich niedrigere Meeresspiegel eine entscheidende Rolle bei der Eisbildung spielte. Durch den verringerten Wasserdruck konnte sich das Grundgestein unter dem Schelfeis anheben, was wiederum eine zusätzliche Verdickung der enormen Eismassen an den Küsten begünstigte.

Diese nichtlineare Systemverschiebung stellt aktuelle Prognosemodelle vor massive Herausforderungen, da diese das Verhalten der Eisschilde oftmals als allmählichen, graduellen Prozess betrachten. Axel Timmermann, Direktor des Forschungsinstituts in Busan, warnt folglich davor, dass die antarktischen Eismassen deutlich empfindlicher auf äußere Einflüsse reagieren, als die Forschung dies bisher angenommen hat.