Dynamik und Klimageschichte von Eisschilden

In den letzten Jahren sind die Eisschilde Grönlands und der Antarktis immer mehr in den Fokus der Öffentlichkeit und der Wissenschaft geraten, da sie sehr empfindlich auf die globale Erwärmung reagieren. Schmelzen die Eisschilde ab, so erhöht sich der Meeresspiegel und bedroht ganze Landstriche.

Um die Dynamik von Eisschilden besser verstehen zu können, müssen wir ihre Entwicklung in den letzten Millionen Jahren untersuchen. Vor allem für die Zeit der frühen Entwicklung der Eisschilde liegen bisher nur sehr wenige und recht unsichere Daten vor. Besser untersucht sind die kurzskaligen Schwankungen von Eisschilden z.B. während der letzten Eiszeiten. Wir untersuchen vor allem die Gebiete, die während früherer Eiszeiten von Eis bedeckt waren und kombinieren in unseren Studien diverse Datensätze, zum Beispiel geologische Proben, seismische Daten, und geomorphologische und bathymetrische Kartierungen.

Nur ein gutes Verständnis der Eisschilde ermöglicht es uns, verlässliche Randbedingungen und Parameter für Klimamodelle zu liefern und so etwas über die Zukunft der Eisschilde zu erfahren.

IBCAO chart (Grafik: IBCAO, Jakobsson et al. 2012)

Die Arktis besteht im Gegensatz zur Antarktis aus einem grossen Ozeanbecken und nicht aus einer Landmasse. Die arktischen Schilde sind daher auf den Landmassen rings um den arktischen Ozean angeordnet. Heute existiert nur noch der grönländische Eisschild, aber in der Vergangenheit waren zusätzlich noch verschiedene kleinere und grössere Eisschilde aktiv. Die wichtigsten davon sind der laurentidische Eisschild (auf Nordamerika), der Svalbard-Barentssee-Eisschild (auf Spitsbergen und auf der trocken gefallenen Barentssee) sowie der Ostsibirien-Chukchi-Eisschild. Diese Eisschilde reichten während ihrer maximalen Ausdehnung weit in den arktischen Ozean hinein, teilweise sind ihre Spuren bis zum Nordpol zu erkennen.

Viele Studien haben aufgezeigt, dass die grosse Vereisung der Nordhemisphäre ungefähr vor 2,8 Millionen Jahren einsetzte, aber viele der Eisschilde haben auch davor schon existiert. Wir erforschen, welcher Eisschild wann entstand und wie er sich im Laufe der Zeit verändert hat.

 

Grönländischer Eisschild Ost ¦  West 

Laurentidischer Eisschild

Svalbard-Barentssee-Eisschild

Ostsibirien-Chukchi-Eisschild

IBCSO_v1_digital_chart (Grafik: IBSCO, Arndt et al. 2013)

Die langfristige Entwicklung der antarktischen Eisschilde ist wenig bekannt. Dies gilt besonders für den westantarktischen Eisschild (WAIS), dessen Basis unter dem Meeresspiegel liegt und welcher deshalb sehr sensibel auf die Erwärmung der Atmosphäre und des Ozeans reagiert. Der ostantarktische Eisschild (EAIS) hat eine primär terrestrische Basis und ist deshalb nicht so stark gefährdet. Der Eisschild der antarktischen Halbinsel (APIS) hingegen gilt ebenfalls als gefährdet, da er aufgrund seiner geringen Größe und der deutlich nördlicheren Lokation ebenfalls sehr sensibel auf Klimaveränderungen reagiert. Weiterhin gilt die Antarktische Halbinsel als eine der Regionen, die sich weltweit am schnellsten erwärmt. Die Sensibilität der Eisschilde wird durch den Kollaps diverser Schelfeise, erhöhte Eisflussgeschwindigkeiten und den Rückzug und das Ausdünnen von Gletschern und Eiskappen dokumentiert.

 

Eisschild der Antarktischen Halbinsel APIS

Ostantarktischer Eisschild EAIS

Westantarktischer Eisschild WAIS

Referenzen:

Jakobsson, M., L. A. Mayer, B. Coakley, J. A. Dowdeswell, S. Forbes, B. Fridman, H. Hodnesdal, R. Noormets, R. Pedersen, M. Rebesco, H.-W. Schenke, Y. Zarayskaya A, D. Accettella, A. Armstrong, R. M. Anderson, P. Bienhoff, A. Camerlenghi, I. Church, M. Edwards, J. V. Gardner, J. K. Hall, B. Hell, O. B. Hestvik, Y. Kristoffersen, C. Marcussen, R. Mohammad, D. Mosher, S. V. Nghiem, M. T. Pedrosa, P. G. Travaglini, and P. Weatherall, 2012. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) Version 3.0, Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2012GL052219

Arndt, J.E., H. W. Schenke, M. Jakobsson, F. Nitsche, G. Buys, B. Goleby, M. Rebesco, F. Bohoyo, J.K. Hong, J. Black, R. Greku, G. Udintsev, F. Barrios, W. Reynoso-Peralta, T. Morishita, R. Wigley, 2013. "The International Bathymetric Chart of the Southern Ocean (IBCSO) Version 1.0 - A new bathymetric compilation covering circum-Antarctic waters", Geophysical Research Letters, doi: 10.1002/grl.50413