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Wissenschaftler der Universität Hokkaido haben in der Ostantarktis einen atypischen Hotspot der Gletscherschmelze identifiziert. Ihre Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurden, tragen zum Verständnis des Meeresspiegelanstiegs durch den Massenverlust von Eisschilden der Antarktis bei und könnten dessen Vorhersage erleichtern.
Die Lützow-Holm-Bucht in der Ostantarktis, in die der Shirase-Gletscher hineinragt, ist normalerweise von dickem, mit dem Land verbundenen Meereis bedeckt und für Expeditionen mit Forschungsschiffen nicht erreichbar. Wenige Monate vor der 58. japanischen Antarktis-Forschungsexpedition im antarktischen Sommer 2017 brachen jedoch große Flächen Festeis in der Bucht auf und die Wissenschaftler konnten erstmals schiffsbasierte Beobachtungen in der Nähe der Spitze des Shirase-Gletschers durchführen.
Während der Expedition sammelten Daisuke Hirano, Assistenzprofessor am Institut für Wissenschaft der Tiefen Temperaturen der Universität Hokkaido und Hauptautor der Studie, und seine Mitarbeiter Daten über Wassertemperatur, Salzgehalt und Sauerstoffgehalt an 31 Punkten in diesem Gebiet. Sie kombinierten diese Informationen mit Daten über die Strömungen und den Wind in dem Gebiet, mit Eisradarmessungen und Computermodellierungen, um die Ozeanzirkulation unter der Shirase-Gletscherzunge an der Gletscherbasis zu verstehen.
«Unsere Daten deuten darauf hin, dass das Eis direkt unter der Zunge des Shirase-Gletschers mit einer Geschwindigkeit von 7-16 Metern pro Jahr schmilzt», so Hirano. «Dies entspricht oder übertrifft vielleicht sogar die Schmelzrate unterhalb des Totten-Schelfeises, von dem man annahm, dass es mit einer Rate von 10-11 Metern pro Jahr die höchste Schmelzrate in der Ostantarktis aufweist.»
Die Wissenschaftler vermuten, dass das Abschmelzen durch warmes Wasser in der Tiefe verursacht wird, das in Richtung der Basis der Shirase-Gletscherzunge fließt. Das warme Wasser bewegt sich entlang eines tiefen Unterwassergrabens im Ozean und fliesst dann entlang der Gletscherzungenbasis nach oben, erwärmt das Eis und schmilzt es. Das warme Wasser, das das geschmolzene Eis trägt, fliesst dann nach aussen und vermischt sich mit dem Gletscherschmelzwasser.
Das Team stellte fest, dass diese Schmelze das ganze Jahr über auftritt, jedoch von küstenparallelen Ostwinden beeinflusst wird, die saisonal schwanken. Wenn die Winde im Sommer nachlassen, nimmt der Zustrom des tiefen, warmen Wassers zu, wodurch die Schmelzrate beschleunigt wird.
«Wir planen, diese und zukünftige Daten in unsere Computermodelle einzubeziehen, die uns helfen werden, genauere Vorhersagen über Meeresspiegelschwankungen und Klimaveränderungen zu entwickeln», sagt Daisuke Hirano.
Das antarktische Eisschild, das sich größtenteils in der Ostantarktis befindet, ist das größte Süßwasserreservoir der Erde. Sollte alles schmelzen, könnte dies zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels um 60 Meter führen. Aktuelle Vorhersagen gehen davon aus, dass der globale Meeresspiegel bis 2100 um einen Meter und bis 2500 um mehr als 15 Meter ansteigen wird. Daher ist es für die Wissenschaftler sehr wichtig, genau zu verstehen, wie das antarktische Kontinentaleis schmilzt, und die Schwankungen des Meeresspiegels genauer vorherzusagen.
Über das Schmelzen der Eisschelfe in der Westantarktis ist wesentlich mehr bekannt, da die meisten Studien zu den Wechselwirkungen zwischen Ozean und Eis in der Amundsen- und Bellinghausen-See durchgeführt wurden und werden. Den Eisschelfen in der Ostantarktis wurde dagegen viel weniger Aufmerksamkeit geschenkt, da man annahm, dass das Wasser unter den meisten von ihnen, abgesehen vom Totten Eisschelf, kalt ist und sie vor dem Schmelzen schützt. Angesichts der neuen Ergebnisse halten die Autoren der Studie die Lützow-Holm-Bucht vor dem Hintergrund des Klimawandels als gut geeignet für Beobachtungen der Zusammenhänge zwischen den regionalen Winden, dem Südlichen Ozean und dem antarktischen Eisschild.
Julia Hager, PolarJournal