Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts hat herausgefunden, dass sich die anfälligsten Eisströme der Westantarktis – darunter der gewaltige Thwaites-Gletscher – in den vergangenen 800.000 Jahren während natürlicher Warmzeiten immer wieder weit ins Landesinnere zurückzogen haben. Und dass bereits bei globalen Temperaturen, die den heutigen ähneln. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Communications vorgestellt.
Wie können wir abschätzen, wie unser Planet auf aktuelle und zukünftige Klimaveränderungen reagiert? Ein Blick in die Vergangenheit ist oft ein bewährtes Mittel, um zu sehen, ob es schon einmal ähnliche Zustände wie in der heutigen Zeit gab und wie Regionen der Erde damals reagiert haben.
Wie der Westantarktische Eisschild (WAIS) auf frühere Warmzeiten – sogenannte Interglaziale – reagierte, gehört seit Langem zu den umstrittensten Fragen der Klimaforschung. Einen der bislang überzeugendsten Hinweise hat nun ein internationales Forschungsteam unter Leitung des British Antarctic Survey (BAS) mit direkter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) gefunden. Im Mittelpunkt steht dabei ein auffälliges Tonmineral: Kaolinit, besser bekannt als Porzellanerde. Es entsteht typischerweise als Verwitterungsprodukt unter warmen, feuchten Bedingungen in tropischen Klimazonen oder sumpfigen Landschaften. Vor mehr als 34 Millionen Jahren herrschten eben solche Bedingungen auch auf dem antarktischen Kontinent.
Das uralte Kaolinit aus dieser Zeit ist heute im Gestein unter dem Westantarktischen Eisschild eingeschlossen. Wenn mächtige Gletscher wie Thwaites oder der benachbarte Pine-Island-Gletscher Richtung Meer fließen, zermahlen sie den Untergrund und schleifen das Mineral heraus. Eisberge und Meeresströmungen transportieren es daraufhin bis auf den Meeresboden, weshalb Sedimentproben von dort ein entsprechendes Kaolinit-Signal aufweisen. Als die Forschenden jedoch ihre Sedimentkerne aus rund 4.000 Metern Wassertiefe untersucht haben, fanden sie etwas Bemerkenswertes: Während jedes einzelnen Interglazials der vergangenen 800.000 Jahre konnten sie kein Kaolinit in den Proben mehr nachweisen.
„Wenn das Kaolinit-Signal in unseren Sedimentkernen plötzlich einbricht, zeigt uns das, dass das auf dem Meeresboden aufliegende Eis im Amundsenmeer-Sektor der Westantarktis – einschließlich des Thwaites- und Pine-Island-Gletschers – geschmolzen sein und sich weit ins Landesinnere zurückgezogen haben muss“, sagt Dr. Claus-Dieter Hillenbrand, Meeresgeologe am BAS und Leiter der Studie. „Nur so lässt sich erklären, warum kein kaolinitreiches Material mehr auf dem Meeresboden abgelagert wird.“
Wassertemperatur in der Westantarktis stieg rapide an
Auf der Suche nach der Ursache für den Eisrückzug in der Vergangenheit, hat sich das Team ein weiteres Tonmineral angeschaut, das an sich nicht heimisch in der Antarktis ist: magnesium-reicher Smektit. Dieses kommt typischer Weise im tiefen Pazifik und damit weit nördlicher vor. Diese Form des Smektits in den Sedimentproben deutet darauf hin, dass es irgendwie nach Süden transportiert worden sein musste und sich hier gleichzeitig mit dem Verschwinden des Kaolinits in küstennahen Sedimenten abgelagert hat.
Die naheliegendste Erklärung sind warme Tiefenwasserströmungen, die auf den westantarktischen Kontinentalschelf vordrangen. Sie konnten den Smektit nach Süden transportieren und gleichzeitig das auf dem Meeresboden aufliegende Eis zum Schmelzen gebracht haben, was als Folge die Erosion des Kaolinits stoppte. Um diese These weiter zu untermauern, analysierte das Team anschließend fossile Kieselalgen in den Sedimentschichten. Die mikroskopisch kleinen Einzeller bilden Schalen, deren Form von der Wassertemperatur abhängt. Die Auswertung zeigt, dass die globale Durchschnittstemperatur früherer Warmzeiten nur etwa 1,0 bis 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau lag – also in einer Größenordnung, wie wir sie heute sehen, oder sogar noch etwas milder. Gleichzeitig erwärmten sich die Gewässer vor der Westantarktis jedoch lokal um etwa ein bis drei Grad Celsius gegenüber den heutigen Bedingungen.
Der entscheidende Unterschied liegt im Tempo des Wandels. Unter natürlichen Bedingungen dauerte das Abschmelzen des Thwaites-Gletschers vermutlich mehrere tausend Jahre. Heute erwärmen menschengemachte Treibhausgasemissionen die Ozeane so schnell wie nie zuvor und könnten diesen Prozess auf wenige Jahrhunderte verkürzen. „Zu meiner Überraschung haben wir festgestellt, dass der Westantarktische Eisschild selbst unter natürlichen Bedingungen zumindest teilweise kollabierte“, sagt Dr. Johann Klages, AWI-Meeresgeologe und Koautor der Studie. „Was wir heute tun, verschärft diese Entwicklung erheblich.“ Ein vollständiger Kollaps des Thwaites-Gletschers würde den globalen Meeresspiegel um rund 65 Zentimeter anheben. Der benachbarte Pine-Island-Gletscher könnte weitere 51 Zentimeter beitragen. Sollten jedoch größere Teile des Westantarktischen Eisschilds destabilisiert werden, könnte der Meeresspiegel insgesamt sogar um drei bis fünf Meter steigen.
„Ich bin persönlich überzeugt, dass künftige Generationen einen erheblichen Meeresspiegelanstieg erleben werden“, sagt Dr. Karsten Gohl, Meeresgeophysiker am AWI, Ko-Fahrtleiter der dazugehörigen Bohrkampagne und Mitautor der Studie. „Wie schnell dieser Anstieg erfolgen wird, lässt sich nur schwer vorhersagen. Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass selbst natürliche Warmzeiten in der Vergangenheit mit erheblichen Eisverlusten verbunden waren – und die heutige Warmzeit wird durch den menschengemachten Klimawandel zusätzlich verstärkt.“
Originalpublikation
Hillenbrand, CD., Ehrmann, W., Park, Y.K. et al. Repeated loss of the West Antarctic Ice Sheet’s Amundsen Sea sector during late Pleistocene interglacials. Nat Commun 17, 10450 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-77004-2
