Die antarktische Küstenzone ist nicht einfach nur der Rand des Kontinents. Sie ist ein eng verzahntes System, in dem das Eis des Eischilds sich über dem Meeresboden ausbreitet, erst aufliegend und weiter draußen als Schelfeise schwimmend. Hier werden Masse, Wärme und Nährstoffe in unterschiedlichen Prozessen mit dem Ozean ausgetauscht. Bereits kleinste Veränderungen können weitreichende Folgen für das System Erde haben. Dennoch sind wichtige Küstenbedingungen nach wie vor nur unzureichend erfasst, wie eine in der Fachzeitschrift Reviews of Geophysics veröffentlichte internationale Übersichtsarbeit zeigt. Sie hebt wesentliche Wissenslücken sowie die Notwendigkeit verbesserter Beobachtungen auf panantarktischer Ebene hervor. Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sowie der Universitäten Kiel, Bremen, Tübingen, Dresden und Erlangen-Nürnberg waren beteiligt.
80 Wissenschaftler aus 16 Ländern aus den Bereichen Glaziologie, Ozeanographie, Geophysik und Atmosphärenwissenschaften haben zur Studie beigetragen, koordiniert durch die RINGS-Aktionsgruppe des Wissenschaftlichen Ausschusses für Antarktisforschung (SCAR). RINGS wird zudem vom Rat der Leiter der nationalen Antarktisprogramme (Council Of Managers Of National Antarctic Programs, COMNAP) unterstützt, der logistisches Fachwissen für eine effiziente Planungsgestaltung bereitstellt und die Unterstützung durch nationale Antarktisprogramme besser koordiniert. In der Übersichtsarbeit fassen die Forschenden den aktuellen Wissensstand darüber zusammen, wie der antarktische Eisschild und das daraus abfließende Schelfeis, Ozean, Atmosphäre und die feste Erde in der Küstenzone der Antarktis zusammenwirken, indem sie vorhandene Beobachtungen, Modelle und Theorien kombinierten. Die Ergebnisse zeigen, dass es zu wenig direkte Beobachtungsdaten über die Topografie des Küstenuntergrunds und der Hohlräume unter dem Schelfeis gibt. Diese sind allerdings entscheidend, um zuverlässige Vorhersagen über die Zukunft des Antarktischen Eisschilds sowie die Folgen für das Klima und den Anstieg des globalen Meeresspiegels zu machen.
Diese unvollständige Datenlage erschwert zudem genaue Schätzungen des antarktischen Eisverlusts und des künftigen Meeresspiegelanstiegs, da Eisschildmodelle äußerst empfindlich auf die Bedingungen an der Küste reagieren. Selbst fortschrittliche Modelle können irreführende Ergebnisse liefern, wenn diese Daten fehlen oder nur unzureichend bekannt sind. Zwar liefern Satellitenbeobachtungen aussagekräftige Messungen der Eisbewegung und der Oberflächenveränderungen, doch können sie das Untergrundgestein unter dem Eis vom Weltraum aus nicht erfassen. „Satellitendaten allein reichen nicht aus, um den Eisverlust in den Ozean zuverlässig abzuschätzen, und Computermodelle allein können zukünftige Veränderungen nicht vorhersagen. Beide sind auf genaue Kenntnisse der Topografie des Untergrunds angewiesen. Beobachtungen wie die in dieser Arbeit vorgeschlagenen liefern ein entscheidendes fehlendes Puzzleteil“, sagt der Erstautor und Koordinator der RINGS-Aktionsgruppe, Dr. Kenichi Matsuoka vom Norwegischen Polarinstitut.
„In den letzten Jahrzehnten hat das AWI herausragende Fachkompetenz bei luftgestützten Messungen der Eisdicke, des Eisbettes, und der Hohlräume unter dem Schelfeis aufgebaut, die dazu beitragen kann, die Wissenslücke in dieser kritischen Zone zu schließen, in der die Eisschicht auf den Ozean trifft. Allerdings sind die derzeit verfügbaren Beobachtungen noch spärlich und erhöhen die Unsicherheiten in unserem Prozessverständnis und unseren Zukunftsprognosen“, sagt Olaf Eisen, Professor für Glaziologie am AWI und an der Universität Bremen sowie deutscher Vertreter bei RINGS und Mitautor der Übersichtsarbeit.
Da kein einzelnes Land allein eine flächendeckende Erfassung erreichen kann, betonen die Forschenden, dass eine internationale Koordination unerlässlich ist. „Unkoordinierte Erhebungen bergen das Risiko, dass Lücken entstehen oder Doppelarbeit geleistet wird. Diese Veröffentlichung bietet einen evidenzbasierten Rahmen zur Unterstützung der Koordinierung der RINGS-Aktivitäten unter der Schirmherrschaft von SCAR und COMNAP und trägt so zum Aufbau umfassenderer Datensätze für verbesserte Meeresspiegelprognosen bei“, sagt Matsuoka.
Mitautorin Naomi Krauzig, Wissenschaftlerin in der Forschungseinheit Physikalische Ozeanographie am GEOMAR sagt: "Um zukünftige Veränderungen des antarktischen Eisschildes und ihre Auswirkungen auf Ozean, Klima und Meeresspiegel besser vorhersagen zu können, benötigen wir langfristige, koordinierte Messprogramme und eine enge internationale Zusammenarbeit. Autonome Plattformen bieten dabei neue Möglichkeiten, auch während des antarktischen Winters und in schwer zugänglichen Regionen unter Meereis und insbesondere unter Schelfeisen dringend benötigte Beobachtungsdaten zu gewinnen.“
Ebenso schätzt Mitautor Professor Jörg Ebbing, Leiter der Arbeitsgruppe Satelliten und Aerophysik an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) die derzeitige Datenlage ein. Der Geophysiker beschäftigt sich vor allem mit den Wechselwirkungen zwischen Eis und fester Erde. „Informationen über die Struktur der Lithosphäre, die äußerste, feste Gesteinshülle, die aus der Erdkruste und dem obersten Erdmantel besteht, sind entscheidend für Bestimmung von Schmelzraten. Hier fehlen uns noch eine Vielzahl an geophysikalischen Daten, die wir zukünftig mit neuen Flugzeug-gestützten Messungen erheben wollen,“ so der CAU-Forscher.
Mit-Autor Dr. Graeme Eagles, Geophysiker am AWI, der selbst bereits für RINGS Befliegungen geleitet hat, fügt hinzu: „Dank der herausragenden Messkompetenz des AWI an Bord unserer Polarflugzeuge und in Zusammenarbeit mit unseren deutschen Partnern aus Bundesbehörden, Helmholtz-Forschungszentren und Universitäten ist Deutschland einer der wichtigsten Mitwirkenden und Datenlieferanten für die internationale RINGS-Initiative. Wir freuen uns, dass wir in der kommenden Saison in engster Zusammenarbeit mit den Polarforschungsinstituten in Norwegen und Japan neue Beobachtungen sammeln können.“
„Solche international koordinierten Bemühungen können als Sprungbrett für das nächste Internationale Polarjahr 2032/33 dienen“, schließt Matsuoka.
Originalpublikation
Originalpublikation:
Kenichi Matsuoka, Geir Moholdt, Jennifer Arthur, et al. Towards an improved understanding of the Antarctic coastal zone and its contribution to future global sea level. ESS Open Archive. 13 July 2025. DOI: 10.1029/2022RG000803
