Ein gigantischer Eisberg ist entstanden

Eisberg-Abbruch am Larsen C-Schelfeis: Größenvergleich mit der Stadtfläche Berlin
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  • Foto: Copyright AWI: Grafik: Alfred-Wegener-Institut / Martin Kuensting CC-BY 4.0
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AWI-Glaziologin Dr. Daniela Jansen erklärt das Naturspektakel in der Antarktis

[12. Juli 2017]
Es war nur noch eine Frage der Zeit: In der Antarktis hat sich ein riesiger Eisberg vom Larsen-C-Schelfeis abgelöst. Der Gigant ist fast sieben Mal so groß wie Berlin. Was bedeutet das für die Region? Eine Einschätzung von Daniela Jansen vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Die Glaziologin hat das Phänomen seit Monaten beobachtet.

Zurzeit schaut alle Welt auf die Antarktische Halbinsel. Der Eisberg, der sich nach Angaben unserer Partner vom Projekt MIDAS (Project Midas: Impact of Melt on Ice Shelf Dynamics And Stability ) vom Larsen-C-Schelfeis abgelöst hat, ist etwa 175 Kilometer lang und an seiner breitesten Stelle 50 Kilometer breit. Das heißt, seine Gesamtfläche beträgt rund 5.800 Quadratkilometer.

Die Entstehung ließ sich mit Hilfe von Satellitenaufnahmen bestens aus der Ferne beobachten. Da es über große Teile der Antarktischen Halbinsel oft bewölkt ist, kamen hier neben optischen Bildern vermehrt Radaraufnahmen der Satelliten TerraSAR-X und Sentinel-1 zum Einsatz. Diese haben den entscheidenden Vorteil, auch bei Wolkenbedeckung und während der Polarnacht Daten zu liefern.
Der Riss im Schelfeis hat sich in den vergangenen Jahren immer weiter vorgearbeitet und gerade im letzten Jahr hat er einige große Sätze nach vorne gemacht. Zuletzt trennten nur noch wenige Kilometer die Rissspitze von der Schelfeiskante. Es stellt sich die Frage: Ist dies nur ein spannendes Naturschauspiel oder wird es weitere Folgen für die Region haben? Und gibt es eventuell Auswirkungen auf den Meeresspiegel?

Schelfeise sind ein essentieller Teil der antarktischen Landschaft. Es handelt sich um dicke, schwimmende Platten aus Eis, welche die Küste um die Antarktis säumen. Sie entstehen dadurch, dass Eis durch die Auslassgletscher vom Inland in den Ozean fließt. Dort, wo das Eis das Land verlässt, an der sogenannten Gründungslinie, beginnt es aufzuschwimmen. Wenn mehrere Gletscher in eine Bucht münden, können diese sich zu einem Schelfeis vereinen. Die schwimmenden Schelfeise bedeuten einen direkten Kontakt des Eises zum Ozean. Durch sie können sich Veränderungen im Südozean bis in das Inlandeis fortpflanzen. So wurde zum Beispiel beobachtet, dass Eisschilde im Inland an Masse verlieren, wenn deren Gletscher in Schelfeise münden, welche wiederum in Kontakt mit wärmerem Wasser kommen.
Das Larsen-C-Schelfeis ist das viertgrößte Schelfeis der Antarktis. Es hat eine Fläche von fast 50.000 Quadratkilometern und ist damit etwa so groß wie Niedersachsen. Seine Dicke beträgt in der Nähe der Gründungslinie bis zu 700 Meter, nimmt aber zur vorderen Kante hin auf 200 Meter ab. Da es schwimmt, ragt nur etwa ein Siebtel dieser Mächtigkeit über die Wasseroberfläche hinaus.
Schelfeise schieben sich langsam aber stetig vorwärts Richtung Meer. Die Kante des Larsen-Schelfeises rückt etwa 700 Meter pro Jahr vor. Deshalb ist das Kalben von Tafeleisbergen etwa alle 15 bis 20 Jahre ein natürlicher Teil des Massenhaushaltes. Doch bei den nördlichen Nachbarn des Larsen-C-Schelfeises wurde dieses Gleichgewicht gestört: Statt des regelmäßigen Kalbens mit Zeitintervallen, in denen die Kante wieder vorstoßen konnte, begann sich die Front immer weiter zurückzuziehen. Dieser Prozess mündete schließlich in dem kompletten Zerfall der Schelfeise.

Ist das Larsen-C-Schelfeis nun auch in Gefahr? Einiges spricht dafür, denn es wurde noch nie zuvor beobachtet, dass sich die Kante des Schelfeises so weit zurückgezogen hat. Modellrechnungen zeigen außerdem, dass die neue Front instabil sein könnte. Denn die gesamte Eisplatte steht unter Spannung: Bricht an einer Schlüsselstelle ein Stückchen ab, können sich auch in anderen Teilen Risse ausbreiten, ähnlich wie bei einer Sicherheitsglasscheibe. Dies könnte letztendlich zum Zerfall des Schelfeises führen.

Das Schmelzen von Schelfeisen und Eisbergen würde nichts am Meeresspiegel ändern, da sie bereits im Wasser schwimmen. Allerdings führt der Verlust des Schelfeises dazu, dass die Gletscher direkt ins Meer münden und viel schneller abfließen können als vorher. Genau das wurde im Falle der nördlichen Nachbarn von Larsen-C beobachtet.

Daniela Jansen hat die Entstehung des Eisbergs als Projektpartnerin des MIDAS Projekts (www.projectmidas.org) beobachtet. Dabei handelt es sich um ein Forschungsprojekt der Swansea University, Vereinigtes Königreich. Glaziologen erforschen hier in Feldexperimenten, Satellitenbeobachtungen und Computersimulationen, wie sich Klimaveränderungen auf das Larsen-C-Schelfeis in der Antarktis auswirken.

Video:
Gigantischer Eisberg hat sich von Antarktis gelöst

Zusatzinformationen
Antwort des AWI-Modellierers und Klimaforschers Dr. Thomas Rackow auf die Frage: Wohin wird der neue Eisberg jetzt treiben?
„Wie weit der Eisberg treiben wird, hängt unter anderem von der Bodentopographie ab. Er könnte als ganzer Eisberg erhalten bleiben oder schnell in viele kleinere Stücke zerfallen. Im ersten Fall stehen die Chancen gut, dass er zunächst für etwa ein Jahr entlang der Antarktischen Halbinsel durch das Weddellmeer treiben wird. Dann dürfte er Kurs Richtung Nordosten nehmen. Das heißt, er würde in etwa Südgeorgien oder die Süd-Sandwichinseln ansteuern und hier verstärkt schmelzen“, erklärt Dr. Thomas Rackow.

“Angetrieben wird die Bewegung solch großer Eisberge vor allem durch ihr Eigengewicht und die Tatsache, dass die Oberfläche des Weddellmeeres keine ebene Fläche ist, sondern durch die vorherrschenden Winde zur Küste hin bis zu 0,5 Meter ansteigt. Vereinfacht gesagt rutschen neu gekalbte Eisberge daher zunächst die schräge Meeresoberfläche hinunter; durch die Corioliskraft, welche auf die Erdrotation zurückzuführen ist, wird ein Eisberg dieser Größe aber letztlich auf eine Bahn parallel zur Küste gelenkt, ähnlich dem Verlauf des Küstenstroms”, erklärt Dr. Thomas Rackow. “Sobald der Eisberg die Spitze der Antarktischen Halbinsel passiert hat, wird er nach dem gleichen Prinzip höchstwahrscheinlich entlang der nördlichen Grenze des Weddellwirbels nach Osten treiben."

Video:
Larsen C Ice Shelf

Diese Erkenntnisse basieren auf einer aktuellen AWI-Studie zur Eisberg-Drift in der Antarktis. Die dazugehörige Pressemeldung finden Sie hier.


Forscher entschlüsseln die Antriebskräfte der Wanderung großer Eisberge
Tafeleisberge treiben acht Jahre und länger durch das Südpolarmeer und schmelzen vor allem an der Unterseite

[07. April 2017]
Wenn in absehbarer Zukunft am Larsen-C-Schelfeis in der Antarktis ein Tafeleisberg von der fast siebenfachen Größe Berlins abbricht, beginnt für ihn eine Wanderung, deren Route Klimawissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung schon jetzt ziemlich genau vorzeichnen können. Den Forschern ist es nämlich gelungen, die Drift antarktischer Eisberge durch das Südpolarmeer treffend zu modellieren und dabei die physikalischen Antriebe ihrer Wanderung und ihres Schmelzens zu identifizieren. Welche Kräfte dabei maßgeblich wirken, hängt nämlich von der Größe des Eisberges ab. Die neuen Ergebnisse sind im Online-Portal des Fachmagazins Journal of Geophysical Research: Oceans erschienen.
Zurzeit schauen Polarforscher aus aller Welt gespannt auf die Antarktische Halbinsel. Am Larsen C-Schelfeis beginnt sich ein riesiger Eisberg vom Schelfeis abzulösen. Der zukünftige Eisberg wird etwa 175 Kilometer lang und an seiner breitesten Stelle 50 Kilometer breit sein. Das heißt, seine Gesamtfläche wird fast 6.000 Quadratkilometer betragen und damit etwa 7-mal so groß sein wie das Stadtgebiet Berlins. Mit einem Gesamtgewicht von etwa 1300 Gigatonnen Eis wird der Koloss außerdem fast so viel auf die Waage bringen wie üblicherweise alle im Zeitraum eines Jahres neu entstandenen Eisberge in der Antarktis zusammengenommen.

Wann genau Eiskolosse dieser Größe kalben, lässt sich nicht vorhersagen. Klimawissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes können jetzt aber ziemlich genau prognostizieren, auf welchem Kurs große, mittlere und kleine Eisberge durch das Südpolarmeer wandern – nachdem sie von der Schelfeiskante abgebrochen sind ¬– und welche physikalischen Kräfte die Eismassen antreiben. Je nach Größe der Eisberge gibt es da nämlich entscheidende Unterschiede.
Winzlinge treibt der Wind auf das offene Meer hinaus, die Riesen bleiben in Küstennähe

„Eisberge, die nicht länger und breiter als zwei Kilometer sind, treiben innerhalb weniger Monate von der Schelfeiskante weg und aus dem Küstenbereich heraus. Der Wind drückt sie auf das offene Meer hinaus, wo sie dann im Laufe von zwei bis drei Jahren in kleinere Stücke zerbrechen und schmelzen“, erläutert Thomas Rackow, Klimamodellierer am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven und Erstautor der neuen Studie.

Bei Kolossen von der Größe des Larsen-C-Kandidaten spiele der Wind dagegen zunächst kaum eine Rolle. Angetrieben wird die Bewegung hier vor allem durch das Eigengewicht des Eisberges und die Tatsache, dass die Oberfläche des Südpolarmeeres keine ebene Fläche ist, sondern sich Richtung Norden neigt. Das heißt, an der Südküste des Weddellmeeres kann der Meeresspiegel bis zu 0,5 Meter höher liegen als im Zentrum des Weddellmeeres. „Wenn große Eisberge treiben, dann rutschen sie zunächst die schräge Meeresoberfläche hinunter. Ihre Rutschbahn verläuft dabei jedoch nicht als gerade Linie, sondern schlägt einen Bogen nach links. Der Grund dafür ist die Corioliskraft, welche auf die Erdrotation zurückzuführen ist und die Eisberge letztlich auf eine Bahn parallel zur Küste ablenkt, ähnlich dem Verlauf des Küstenstroms“, erklärt Thomas Rackow.

Auf einer von vier Hauptstraßen Richtung Norden

Die Ablenkung durch die Corioliskraft erklärt auch, warum große Tafeleisberge die ersten drei, vier Jahre in Küstennähe verbleiben. Den Sprung hinaus auf das offene Meer schaffen viele von ihnen erst, sobald der Küstenstrom die Küste verlässt oder wenn sie im Packeis gefangen sind und der Wind das Meereis samt Eisberg von der Küste wegschiebt. „Auf diese Weise gelangen dann auch die großen Tafeleisberge in nördlichere Meeresregionen mit wärmerem Wasser“, so Thomas Rackow.

Einmal in wärmeren Gefilden, beginnen die Tafeleisberge vor allem an der Unterseite zu schmelzen und folgen je nach Ursprungsort einem der vier „Highways“, die alles schwimmende Eis der Antarktis Richtung Norden führen. Eine dieser Eisberg-Autobahnen führt an der Ostküste der Antarktischen Halbinsel entlang aus dem Weddellmeer Richtung Atlantik. Eine zweite Ausfahrt zweigt auf Höhe des nullten Längengrads am Ostrand des Weddellmeeres ab – etwa dort, wo die deutsche Antarktisstation Neumayer III auf dem Ekström-Schelfeis steht. Die dritte Ausfahrt beginnt auf Höhe des Kerguelen-Plateaus in der Ostantarktis und die vierte führt das Eis aus dem Rossmeer Richtung Norden (siehe Grafik).

Große Eisberge, die einmal den Weg nach Norden eingeschlagen haben, schaffen es häufig sogar, den 60. südlichen Breitengrad zu überqueren. Das heißt, sie legen bis zu ihrem Schmelztod oft Tausende Kilometer zurück. Einzelne wurden auch schon vor der Küste Südamerikas oder Neuseelands gesichtet.
Wie weit der künftige Larsen-C-Eisberg treiben wird, hängt davon ab, ob er nach dem Abbruch als ganzer Eisberg erhalten bleibt oder schnell in viele kleinere Stücke zerfällt. Zudem könnte der Eisberg auch für einen gewissen Zeitraum auf Grund laufen. „Im ersten Fall stehen die Chancen gut, dass er zunächst für etwa ein Jahr entlang der Antarktischen Halbinsel durch das Weddellmeer treibt. Dann dürfte er Kurs Richtung Nordosten nehmen. Das heißt, er würde in etwa Südgeorgien und die Südlichen Sandwich-Inseln ansteuern“, sagt Thomas Rackow.

Angesichts seiner Gesamtmasse dürfte der Larsen-C-Koloss eine Lebenszeit von acht bis zehn Jahren haben. Älter wird laut Computermodell kaum einer der weißen Wanderer.

Für die neue Studie haben Thomas Rackow und Kollegen die realen Positions- und Größendaten von 6912 antarktischen Eisbergen in das Bremerhavener Meereis-Ozean-Modell FESOM eingespeist und es mit dem dynamisch-thermodynamischen Eisberg-Modell des AWI gekoppelt. Im Anschluss simulierten die Forscher die Drift und das Schmelzen der Eisberge über einen Zeitraum von zwölf Jahren. Die vom Modell berechneten Routen überprüften sie dann sowohl mit Echtdaten großer Eisberge aus der „Antarctic Iceberg Tracking Database“ als auch mit Positionsdaten von GPS-Sendern, die das AWI bereits in den Jahren 2000 und 2002 auf verschiedenen Eisbergen im Weddellmeer installiert hatte.

„Bei dieser Studie ging es uns in erster Linie darum, zu verstehen, in welcher Region des Südpolarmeeres die großen Eisberge schmelzen und somit große Mengen Süßwasser in das Meer eintragen. Dass es uns nun auch gelungen ist, die grundlegenden Mechanismen so umfassend zu entschlüsseln, freut uns aber umso mehr“, sagt Thomas Rackow.

Mit Nachtrag:
ESA Aufnahmen Copernicus Sentinel data:
Sentinel Daten im Zeitraffer

Monitoring the rift • Released 12/07/2017 1:46 pm • Copyright contains modified Copernicus Sentinel data (2016–17), processed by Swansea University

Radio „eins rbb“
Wir sprechen mit Anders Levermann Professor für die Dynamik des Klimasystems am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

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