Warmes Atlantikwasser lässt größte schwimmende Gletscherzunge Grönlands schmelzen
Der Nioghalvfjerdsfjorden-Gletsche
fließt direkt in einen Fjord und bildet dort eine 80 km lange Zunge aus
schwimmendem Eis. In der Vergangenheit wurde die Gletscherzunge zwar kaum
kürzer, dafür aber dünner. Ein Studienteam des AWI kann nun erklären,
warum. Mithilfe eines Computermodells konnten sie zeigen, dass warmes
Wasser aus dem Atlantik in das Europäische Nordmeer und schließlich in die
Kaverne unter der Gletscherzunge strömt und das Eis dort von unten
schmilzt. Die neuen Erkenntnisse legen die Basis für genauere Prognosen
zur Zukunft des Eisschildes und zum weiteren Anstieg des globalen
Meeresspiegels als Folge der globalen Erwärmung.
Der gigantische Eisschild auf Grönland beinhaltet fast 3 Millionen
Kubikkilometer Wasser. Ein komplettes Abschmelzen dieser enormen Menge
hätte einen Anstieg des globalen Meeresspiegels um mehr als 7 Meter zur
Folge. Ein Teil des Eisschildes – der Nordostgrönländische Eisstrom –
speist zwei mächtige marine Auslassgletscher an der Küste: den
Nioghalvfjerdsfjorden-Gletsche
Isstrøm (kurz ZI). Beide Gletscher fließen hier in die Grönlandsee und
bildeten noch vor zwanzig Jahren zwei gigantische schwimmende
Gletschereis-Zungen auf dem Küstenmeer. Doch während der ZI-Gletscher
seine schwimmende Zunge bereits in den 2010er Jahren verloren hat, schiebt
sich das Eis des 79NG auch heute noch auf einer Breite von 20 Kilometern
rund 80 Kilometer weit durch einen Fjord in Richtung Meer.
Warum ist diese heute größte schwimmende Eiszunge Grönlands – scheinbar –
so stabil? Und welche Faktoren bestimmen ihr weiteres Schicksal? „Die
Gletscherzunge des 79NG wird durch ihre Umgebung geschützt. Eine wichtige
Rolle spielt dabei die Topographie des Fjords und seines Meeresbodens
sowie einige Inseln an der Kalbungsfront, die wie Ankerpunkte wirken“,
erklärt Claudia Wekerle, physikalische Ozeanographin am Alfred-Wegener-
Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Aus
vorangegangenen Studien wissen wir aber, dass das Eis etwa zwischen 1999
und 2014 rund 30 Prozent seiner Dicke verloren hat, weil sich – so die
Vermutungen – die Schmelzraten an der Unterseite durch warmes Wasser stark
erhöht haben.“ Für die Gletscherkaverne unter dem Eis gab es bisher jedoch
nur vereinzelte Punktmessungen der Strömung und der Ozeantemperatur in der
Kaverne unter dem Eis. „Mit unserem hochaufgelösten Ozeanmodell konnten
wir nun zum ersten Mal Aussagen über die Wasserströmungen in der Kaverne
treffen.“
Das Forschungsteam um Studienerstautorin Claudia Wekerle setzte dafür das
am AWI entwickelte Ozeanmodell FESOM2 (Finite-Element/volumE Sea ice-Ocean
Model) ein. Die Stärke von FESOM2: Es kann auch kleinere Meeresgebiete von
besonderem Interesse gezielt hoch auflösen und so realistischer darstellen
– in diesem Fall die Kaverne unter der 79NG-Eiszunge. Für ihre Ergebnisse
hat das Team die Auflösung des Models bis auf 700 Meter für die Kaverne
und die nähere Umgebung erhöht. „Zum Vergleich: Die Auflösung in unserem
hochaufgelösten Arktismodell beträgt 4,5 Kilometer und die typische
Auflösung von Ozeanmodellen liegt bei etwa 25 Kilometer oder noch gröber.“
Durch die hohe Auflösung kann FESOM2 die Topographie des Gletschers
korrekt wiedergeben. Das ist besonders für den Einstrom des warmen
Atlantikwassers wichtig, das durch einen etwa fünf Kilometer breiten
Graben in die Kaverne fließt.
„Mit unserem Modell konnten wir die Ursache für die hohen Schmelzraten an
der Unterseite der schwimmenden Gletscherzunge bestimmen“, sagt die AWI-
Forscherin. „Zwei Faktoren spielen dabei eine Rolle.“ Zum einen trat als
Folge der globalen Erwärmung in den letzten Dekaden vermehrt
Oberflächenschmelzwasser auf dem Grönländischen Eisschild auf, das durch
den Eispanzer sickert. Ein Teil dieses Süßwassers fließt zur Aufsetzlinie
des Gletschers – also dort, wo das Eis die Bodenberührung verliert und zu
schwimmen beginnt – und strömt als subglazialer Einstrom unter dem
Gletscher in die Kaverne. „Hier verstärkt es die Zirkulation des Wassers
innerhalb der Kaverne und erhöht somit den Kontakt zum Wasser und damit
das Schmelzen an der Eisunterseite.“ Zum anderen hat sich in den letzten
Dekaden die Temperatur in der Atlantikwasserschicht auf dem Nordost-
grönländischen Kontinentalschelf insgesamt erhöht. Dieses relativ warme
Wasser hat seinen Ursprung im Atlantik, strömt dann durch das
Nordpolarmeer, zirkuliert westwärts in der Framstraße und erreicht dann
den Nordost-grönländischen Kontinentalschelf und schließlich den 79NG.
Durch einen Graben an der Kalbungsfront fließt das relativ warme Wasser in
die Kaverne und schmilzt die Unterseite der Gletscherzunge. „Unsere Studie
hat ergeben, dass vor allem die höheren Ozeantemperaturen in der
Atlantikwasserschicht die Schmelzraten bestimmen und nicht so sehr der
erhöhte subglaziale Einstrom von Schmelzwasser.“
Dank dieser Erkenntnisse können die Forschenden nun den nächsten Schritt
machen: In weiteren Simulationen wollen sie die künftige Entwicklung des
79NG in verschiedenen Klimaszenarien prognostizieren. Klar ist dabei schon
jetzt: Verschwindet die Gletscherzunge ganz, hätte dies wohl auch
tiefgreifende Auswirkungen auf die Stabilität des dahinterliegenden
Festlandeises und die weiter steigenden Pegel der Ozeane. Denn schon heute
fließt der Nordostgrönländische Eisstrom an Land deutlich schneller in
Richtung Meer als noch vor einigen Jahren. Und dies – so zeigt es eine
Studie von 2022 – ist eine direkte Folge der verschwundenen Gletscherzunge
des Zachariæ Isstrøm südlich des 79NG. „Deshalb ist es für verlässliche
Zukunftsprognosen zum Meeresspiegelanstieg und zu anderen Folgen des
Klimawandels unabdingbar, den Grönländischen Eisschild als Ganzes und die
für seine weitere Entwicklung entscheidenden Kontaktregionen mit dem Ozean
im Detail im Blick zu behalten und genau zu verstehen“, sagt Claudia
Wekerle. „Und eine dieser Schlüsselregionen ist der 79°Nord Gletscher an
der Nordostküste der Insel.“
