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Der Rückgang des Meereises in der Arktis wirft viele Fragen auf: Wann wird die Arktis eisfrei sein? Was bedeutet der Verlust des Eises im Großen und im Kleinen? Steigt damit die Primärproduktion? Was ist mit der Meereisdrift? Fragen, mit denen sich drei neue Studien befasst haben.
Eisfreie Arktis schon in den kommenden 10 Jahren
Den Tag, an dem die Arktis erstmals als ‘eisfrei’ bezeichnet werden kann, könnten wir — und zwar unabhängig vom Emissionsszenario — bereits innerhalb der nächsten zehn Jahre erleben, berichten Forscherinnen der University of Colorado Boulder in einem Übersichtsartikel, der am 5. März in Nature Reviews Earth & Environment erschien.
Doch was heißt ‘eisfrei’? In der Klimaforschung spricht man von ‘eisfreier’ Arktis, wenn weniger als 1 Million Quadratkilometer Meereis den Ozean bedecken. Erstmals wird es dem Team zufolge an einem Tag Ende August oder Anfang September zwischen den 2020er und 2030er Jahren dazu kommen.
Sowohl unter einem hohen als auch einem mittleren Emissionsszenario müssen wir uns auf beständige eisfreie Bedingungen gegen Mitte des Jahrhunderts einstellen, die von August bis Oktober oder, im schlimmsten Fall, neun Monate andauern könnten, heißt es in der Studie. In den Schelfmeeren der europäischen Arktis würden diese zuerst eintreten, dann auf der pazifischen Seite und schließlich in der zentralen Arktis. Gelingt es uns hingegen, deutlich weniger Treibhausgase auszustoßen, könnte eine eisfreie Arktis die Ausnahme bleiben.
Abschließend betonen die Autorinnen, dass die Auswirkungen eines eisfreien Arktischen Ozeans auf die marinen Ökosysteme, den globalen Energiehaushalt, die Wellenhöhe und die Küstenerosion dringend erforscht werden müssen.
Die Meereiskonzentration in den 1980er Jahren mit 5.5 Millionen Quadratkilometern (a), von 2015 – 2023 mit 3.3 Millionen Quadratkilometern (b) und mit weniger als 1 Million Quadratkilometern in einer ‘eisfreien’ Arktis (c). Der Graph zeigt den saisonalen Meereiszyklus von 1980 – 1999 (d). Abbildung: Jahn et al. 2024
Bedeutet weniger Meereis mehr Sonnenlicht am arktischen Meeresboden?
Über die Auswirkungen des Meereisrückgangs auf die Primärproduktion am Meeresboden in den küstennahen, flachen Regionen des Arktischen Ozeans gibt es bereits erste Erkenntnisse. In einer am 4. März in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Studie schätzt ein internationales Forschungsteam, geleitet von Professor Karl Attard von der University of Southern Denmark, dass der Beitrag der am Meeresboden wachsenden Mikro- und Makroalgen sowie Seegras etwa ein Drittel der jährlichen Gesamt-Primärproduktion in der Arktis beträgt. Das Team schätzt, dass die Produktion der benthischen Primärproduzenten viermal größer ist als die der Meereisalgen, sie wurde aber weniger beachtet.
Entgegen der Erwartungen führt der Meereisrückgang und die Zunahme der Meeresbodenfläche, die dem Sonnenlicht ausgesetzt ist (seit 2003 kommen jährlich etwa 47.000 Quadratkilometer hinzu), nur entlang Grönlands und Kanadas Küsten zu einer Zunahme der benthischen Pflanzen und der Produktivität. Auf einem Großteil des russischen Festlandsockels nimmt sie ab. Das Autorenteam macht die Trübung des Wassers durch den Sedimenteintrag von Flüssen für die verminderte Primärproduktion verantwortlich, da weniger Sonnenlicht zum Meeresboden vordringt.
«Unsere Studie deutet darauf hin, dass die Auswirkungen des Klimawandels auf die Verfügbarkeit von Sonnenlicht und die Primärproduktion im Arktischen Ozean komplex sind. Wenn sich der Arktische Ozean weiter erwärmt, könnten mehr Arten aus niedrigeren Breitengraden einwandern, was zu einer produktiveren Meeresumwelt als heute führen könnte — allerdings um den Preis, dass das Einzigartige der Arktis verloren geht», so Professor Attard.
Gemeines Seegras (Zostera marina) könnte sich dank der günstiger werdenden Bedingungen in der Arktis ausbreiten und neuen Lebensraum für Jungfische und andere Organismen bieten. Darüberhinaus bindet es große Mengen Kohlendioxid. Foto: Claude Nozères via iNaturalist
Die Geschwindigkeit der Meereisdrift könnte wieder abnehmen
Ebenfalls am 5. März veröffentlichte die Fachzeitschrift The Cryosphere eine Studie der York University über die Geschwindigkeit des arktischen Meereises, die seit Jahrzehnten zunimmt und die Schifffahrt gefährlicher macht. Klimamodelle gehen hingegen von einer zukünftigen Verlangsamung der Meereisdrift aus, vor allem im Sommer. Die Ursachen und der Zeitpunkt der prognostizierten Veränderung sind jedoch noch nicht ganz geklärt. Neben Wind und der Neigung der Meeresoberfläche kann auch die innere Spannung des Eises eine Rolle spielen, erklärt Neil Tandon, Außerordentlicher Professor an der Lassonde School of Engineering der York University: «Da sich das dünnere Meereis stärker ausdehnt und zusammenzieht, erzeugt es mehr Schwung für das Meereis, so wie eines dieser federbelasteten Spielzeugautos schneller fährt, je weiter man es zurückzieht.» Die Verlangsamung könnte erst gegen Ende des Jahrhunderts eintreten oder auch deutlich früher. Für die Schifffahrt würde langsameres Treibeis die Sicherheit wieder erhöhen, aber der langfristige Rückgang des Meereises bleibt besorgniserregend für Ökosysteme, indigene Gemeinschaften und das globale Klima, so Professor Tandon.
Foto: Michael Wenger
Julia Hager, PolarJournal
Links zu den Studien:
Karl Attard, Rakesh Kumar Singh, Jean-Pierre Gattuso, et al. Seafloor primary production in a changing Arctic Ocean. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (11) DOI: 10.1073/pnas.2303366121