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Wie schmilzt das Eis in Grönland?

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Kurzfassung

Die Insel Grönland ist fast vollständig mit Eis bedeckt. Doch seit den 1990er Jahren schmilzt die Eisdecke. Dadurch steigt der Meeresspiegel an, was für Menschen und Tiere, die an der Küste leben, zu Problemen führt.

Wir wollten herausfinden, wie genau das grönländische Eisschild schmilzt. Hat der Ozean einen Einfluss darauf, wie schnell er schmilzt? Könnte er das Grönlandeis von unten schmelzen?

Um diese Fragen beantworten zu können, brauchten wir eine Menge Daten (Informationen). Also sammelten wir Daten, die uns helfen sollten, die Eisschmelze zu modellieren. Wir untersuchten 226 Gletscher rund um die Küste Grönlands. Wir fanden heraus, dass der größte Teil der Schmelze bei 74 Gletschern in tiefen Unterwassertälern stattfand. Hier ließ der warme Ozean die Gletscher von unten schmelzen. Unsere Ergebnisse sind wichtig für die Vorhersage der Zukunft des grönländischen Eises.


Einleitung

Woran denkst du, wenn Sie sich Grönland vorstellen? Trotz seines Namens ist Grönland fast vollständig mit Eis bedeckt – etwa 1,7 Millionen Quadratkilometer! Man könnte Florida 10 Mal in das grönländische Inlandeis einpassen, und es bliebe genug Platz. Aber im Gegensatz zu Florida leben in diesem Inselstaat Eisbären, Walrosse und sogar Rentiere.

Eisschichten bilden sich über Tausende von Jahren. Schnee, der im Winter fällt, aber im Sommer nicht schmilzt, bildet eine Eisschicht, die immer dicker wird. Aber Eisschilde bleiben nicht am selben Ort. Sie sind vielmehr ständig in Bewegung und fließen langsam bergab. Wenn die Eisdecke auf das Meer trifft, bildet sie Gletscher. Wenn das Eis Täler hinunterfließt, schmilzt es schließlich oder bricht als Eisberg ab. Lange Zeit waren die Eisschilde stabil. Die Menge des Eises, die an das Meer verloren ging, entsprach der Menge, die jedes Jahr durch Schnee hinzukam. So blieb der Eisschild gleich groß. Doch seit den 1990er Jahren ist der grönländische Eisschild kleiner geworden. Das liegt zum Teil daran, dass wärmere Luft das Eis von oben zum Schmelzen bringt. Aber auch die Gletscher fließen schneller die Täler hinunter, wodurch mehr Eis in den Ozean gelangt.

Da der Ozean wärmer geworden ist, stellten wir die Hypothese auf, dass der Ozean die Gletscher dazu bringt, schneller zu fließen. Wir benötigten jedoch mehr Daten, um zu untersuchen, wie sich die Erwärmung des Ozeans auf den gesamten Eisschild auswirkt. Im Jahr 2015 starteten wir eine spezielle NASA-Mission namens Oceans Melting Greenland (OMG), um mehr herauszufinden. Wir nutzten unsere neuen Daten, um unsere Fragen zu beantworten, wie sich die Erwärmung der Ozeane auf den grönländischen Eisschild auswirkt.


Methoden

Wir arbeiteten mit NASA-Schiffen (Abbildung 1) und Flugzeugen zusammen, um 226 Gletscher an der grönländischen Küste zu vermessen. Wir sammelten weitere Daten über Dinge wie die Temperatur des Ozeans, den Salzgehalt des Wassers und wie stark die Gletscher abnehmen.

Wir haben sorgfältig die Wassertiefe vom Meeresboden bis zum Boden der Gletscher gemessen. Auf der Grundlage dieser Daten und der Informationen über die Meerestemperatur haben wir die Gletscher dann in sechs verschiedene Kategorien eingeteilt (Abbildung 2):

A. Gletscher in tiefen Tälern mit warmem Wasser darunter.

B. Gletscher, die auf einem Unterwasserhügel in Eisberge zerfallen.

C. Gletscher in flachen Fjorden mit kaltem Wasser darunter.

D. Gletscher mit langen Stücken, die nicht als Eisberge abgebrochen sind.

E. Gletscher, die bereits in den 1990er Jahren geschmolzen sind.

F. Nicht kategorisierte Gletscher – für die wir noch nicht genügend Daten hatten.

Wir konnten dann untersuchen, wie die Form und die Tiefe des Meeresbodens unter den Gletschern sich darauf auswirkten, wie schnell sie schmolzen. Wir haben all diese neuen Daten unserer NASA-Mission mit Ozeanmodellen kombiniert, um genau zu untersuchen, wie stark die Erwärmung der Ozeane die Eisschilde schrumpfen lässt.

Abbildung 2:
Die verschiedenen Kategorien von Gletschern auf der Grundlage unserer neuen Daten von der NASA.
Bild: Science Advances

Zusätzlich zu den Gletschern der Kategorie A, welche andere Kategorie hat Gletscher in Kontakt mit wärmerem Wasser?


Ergebnisse

Mit den neuen Daten können wir nun sicher sein, dass der grönländische Eisschild durch die Erwärmung des Ozeans von unten schmilzt. Er schmilzt auch von oben (wie ein Eiswürfel, der an einem heißen Tag draußen schmilzt). Etwa 50% des Eisverlustes kommen von oben und 50% werden durch das Schmelzen von unten verursacht.

Aus unseren Temperaturmessungen geht hervor, dass sich das warme Wasser am Boden des Ozeans befindet, während das kalte Wasser oben ist – ganz anders, als wenn du mit deiner Familie und deinen Freunden in einem See schwimmst!

Wir haben festgestellt, dass der Ozean die Gletscher der Kategorie A am häufigsten schmilzt. Diese Gletscher sind am tiefsten und werden am stärksten vom tiefen, warmen Wasser beeinflusst. Von den 226 Gletschern, die wir untersucht haben, gehörten 74 zur Kategorie A. Diese Gletscher verursachten zusammen fast die Hälfte des grönländischen Eisverlusts zwischen 1992 und 2017. Dies liegt daran, dass das warme und salzhaltige Wasser das Eis von unten schmolz und das Eis schneller fließen ließ.

Die flacheren Gletscher der Kategorien B und C verursachten nur etwa 15% des Eisverlustes. Das liegt daran, dass das wärmere Wasser nicht mit diesen Gletschern in Kontakt war.


Diskussion

Der grönländische Eisschild ist seit den 1990er Jahren instabil (brüchig). Die Gletscher schmelzen immer schneller, und der Eisschild wird immer kleiner. Zwischen 1992 und 2017 haben die grönländischen Gletscher das Gewicht von 650 Millionen afrikanischen Elefanten verloren!

Ein großer Teil dieser Schmelze ist auf den plötzlichen Anstieg der Meerestemperatur um 1,9°C zwischen 1998 und 2007 zurückzuführen. Aber selbst als die Erwärmung der Ozeane zwischen 2008 und 2018 pausierte, schmolzen die Gletscher weiter. Die Gletscher waren bereits dünner geworden, und der Eisschild kehrte nie zu seiner stabilen (stärkeren) Form zurück.

Unsere Ergebnisse sind sehr wichtig, um herauszufinden, wie der grönländische Eisschild in Zukunft aussehen wird. Wie schnell wird er schmelzen, wenn das Klima und der Ozean wärmer werden? Wie stark wird der Meeresspiegel dadurch ansteigen? Wenn wir mehr Daten erhalten, können wir dies noch besser verstehen und Möglichkeiten zur Anpassung an den Klimawandel finden.


Schlussfolgerung

Die Ozeane werden aufgrund des Klimawandels wärmer. Aber was genau ist der Klimawandel? Und wie können Sie dazu beitragen, dass die Ozeane nicht weiter ansteigen? Unser Klima erwärmt sich, wenn Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt werden. Diese Gase fangen heiße Luft ein und nehmen in unserer Atmosphäre seit Jahren zu. Viele Treibhausgase stammen aus der Fleisch- und Milchwirtschaft und aus der Produktion (Herstellung von Kleidung und Verpackungen).

Es gibt viele kleine Dinge, die man im Alltag tun kann, um die Menge an Treibhausgasen in der Luft zu verringern. Das kannst du:

  • Reduzieren, wiederverwenden und recyceln. Du bist im Begriff, etwas wegzuwerfen? Überlege es dir noch einmal! Kannst du stattdessen etwas herstellen? Du kannst auch in Secondhand-Läden einkaufen, anstatt neue Produkte zu kaufen. Dadurch wird die Menge an Treibhausgasen reduziert, die bei der Herstellung neuer Produkte freigesetzt wird.
  • Esse weniger Fleisch. Die Fleisch- und Milchindustrie trägt erheblich zur Klimaerwärmung bei, da die Maschinen Kohlendioxid erzeugen und der Kuhmist Methan freisetzt. Beides sind Treibhausgase!
  • Spreche mit deinen Freunden und deiner Familie über den Klimawandel. Fordere sie auf, das Gleiche zu tun!

Glossar der wichtigsten Begriffe

Daten – eine Sammlung von Informationen, die durch Beobachtung, Befragung oder Messung gewonnen werden. Ohne Daten gäbe es keine Wissenschaft!

Fjord – ein langes, schmales Gewässer mit steilen Flanken oder Klippen. Fjorde entstehen, wenn sich ein Gletscher über Land bewegt.

Gletscher – ein sich langsam bewegender Fluss aus Eis, der durch die Anhäufung von viel Schnee über Tausende von Jahren entstanden ist.

Hypothese – eine fundierte Vermutung oder eine Vermutung, die Sie auf der Grundlage bereits bekannter Informationen anstellen.

Modellierung – in der Wissenschaft ist ein Modell eine Darstellung einer Idee, die im wirklichen Leben nicht erlebt werden kann. In dieser Studie haben wir die Eisschmelze durch den Ozean modelliert und konnten anhand der Daten berechnen, wie stark die Schmelze war.

Stabil – ein Eisschild ist stabil, wenn es so viel Eis aus Schnee gewinnt, wie es an das Meer verliert (Schmelzen).

Umfrage – in der Wissenschaft ist eine Umfrage eine Forschungsmethode, die dazu dient, Daten über eine bestimmte Sache zu sammeln. In dieser Studie haben wir den Meeresboden mit Hilfe von Schiffen und Flugzeugen mit ausgeklügelter Technik vermessen.



Referenzen

Michael Wood, Eric Rignot, Ian Fenty, Lu An, Anders Bjørk, Michiel van den Broeke, Cilan Cai, Emily Kane, Dimitris

Menemenlis, Romain Millan, Mathieu Morlighem, Jeremie Mouginot, Brice Noël, Bernd Scheuchl, Isabella Velicogna, Josh K.

Willis, and Hong Zhang (2021) Ocean Forcing Drives Glacier Retreat in Greenland. Science Advances.
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eaba7282

Nat Geo Kids: 10 Brrr-illiant Glacier Facts
https://www.natgeokids.com/uk/discover/geography/physical-geography/glaciers/

World Wildlife Foundation: Why are Glaciers and Sea Ice Melting?
https://www.worldwildlife.org/pages/why-are-glaciers-and-sea-ice-melting

Übersetzung:
https://www.deepl.com/en/translator