Nature-Studie: Mehr Eisberge in der Arktis

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Die Zahl der Eisberge in der Arktis ist seit den 2000er-Jahren sprunghaft
angestiegen. Ursache sind die Destabilisierung großer Gletscher in
Nordostgrönland und Teilen der russischen Arktis sowie die zunehmende
Mobilität des Meereises. Die Folge: Aus den schmelzenden Eisbergen regnet
es Steine, die auf dem weichen Meeresboden neue Siedlungsflächen für
Lebewesen bilden. Dadurch verändern sich mit der Zeit die bestehenden
Lebensgemeinschaften der Tiefsee. Gleichzeitig wächst mit der steigenden
Eisbergpräsenz auch das Risiko für Schifffahrt und Fischerei. Das
berichtet ein Forschungsteam unter Leitung des AWI und der Woods Hole
Oceanographic Institution jetzt in der Fachzeitschrift Nature.

Die meisten Eisberge in der Arktis tragen Spuren ihrer Herkunft in sich:
Beim Kalben großer Gletscher werden nicht nur gewaltige Eisblöcke
freigesetzt, sondern auch Geröll und Sedimente, die über Jahre im Eis
mitgeführt wurden. So gelangen Steine in die Eisberge – sichtbar als
dunkle Flecken und Adern an der Oberfläche und an den Flanken.

Doch was Forschende im Jahr 2021 auf mehreren Eisbergen in der Framstraße
sahen, überraschte selbst erfahrene Expeditionsteilnehmende. Dr. Melanie
Bergmann, Biologin am Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar-
und Meeresforschung (AWI), erblickte die Eisberge aus einem Helikopter des
Forschungseisbrechers Polarstern: „Einige der Eisberge trugen ungewöhnlich
große Mengen an Geröll und sahen von oben fast schwarz aus.“ Um diesem
ungewöhnlichen Befund nachzugehen, dokumentierte das Expeditionsteam die
Gesteinsverteilung und entnahm Material. Melanie Bergmann berichtet: „Uns
wurde sofort klar: Hier treiben tonnenweise Gestein durch den Arktischen
Ozean, hunderte Kilometer entfernt von jedem Gletscher.“

Hinweise zur Herkunft der Eisberge fanden die Forschenden rund 2500 Meter
tiefer, auf Bildern aus dem Langzeit-Observatorium „AWI-Hausgarten“: Auf
dem Tiefseeboden hatten die Steine, die beim Schmelzen aus den Eisbergen
herabregnen, bereits eine deutliche Fährte hinterlassen. Dr. Kirstin
Meyer-Kaiser, Wissenschaftlerin an der Woods Hole Oceanographic
Institution (WHOI) in den USA, hat die Tiefsee-Fotos aus der Region
ausgewertet, die von Expeditionen vergangener Jahre stammen: „Wo zuvor nur
vereinzelte Steine verschiedener Größen lagen, finden wir nun deutlich
größere Ansammlungen, häufig in kleinen Gruppen. Und mit jedem neuen Stein
entsteht am Meeresboden ein fester Siedlungsplatz. Dort können sich
Schwämme, Anemonen und andere Tiere, die Hartsubstrate bevorzugen,
niederlassen. Die Biodiversität in der Tiefsee nimmt dadurch also zu.“ Den
Nachweis, dass die Steine am Meeresgrund tatsächlich von den Eisbergen
stammen, erbrachte ein Vergleich der Beobachtungen vom Eisberg und der
Tiefsee. Kirstin Meyer-Kaiser: „Die Steine zeigen eine klare
Übereinstimmung in Größe und mineralogischer Zusammensetzung.“

Doch ist das ein regional begrenztes Phänomen oder eine Folge des
Klimawandels, der die Gletscher immer schneller schmelzen lässt und das
Eisbergvorkommen mitsamt seiner steinernen Fracht erhöht? Melanie Bergmann
betont: „Solche Rätsel lassen sich nur interdisziplinär lösen. Deshalb
haben wir Biologinnen und Biologen uns mit Fachleuten aus Glaziologie,
Ozeanographie, Geologie, Tiefsee- und Atmosphärenforschung
zusammengeschlossen und uns über Jahre hinweg immer wieder ausgetauscht.“

Dr. Thomas Krumpen, Meereisphysiker am AWI und zusammen mit Kirstin Meyer-
Kaiser Hauptautor der Studie, beschreibt die zentrale Herausforderung: „Um
den Nachweis zu erbringen, dass der Klimawandel den Prozess verstärkt,
mussten wir zeigen, dass sich die Häufigkeit der Eisberge in der Region
verändert hat.“ Das sei jedoch nicht trivial, „weil kleinere Eisberge und
ihre Fragmente im Packeis kaum per Satellit zu erkennen sind. Darum konnte
bisher niemand sagen, ob es heute mehr Eisberge gibt als früher.“

Um diese Lücke zu schließen, wertete das Team schließlich einen besonderen
Schatz aus: die synoptischen Beobachtungen, die seit rund 40 Jahren von
der Brücke der Polarstern durchgeführt werden. Neben vielen anderen
Faktoren wird dort dokumentiert, ob und wie viele Eisberge in Schiffsnähe
zu sehen sind. „Eigentlich ist dieser Datensatz ein Nebenprodukt der
regulären Wetteraufzeichnungen, das sich für diese Frage jedoch als
entscheidend erwies“, so Thomas Krumpen. Die Analyse zeigte deutlich: Seit
den frühen 2000er-Jahren passieren immer mehr Eisberge die Framstraße und
zunehmend auch in größeren Gruppen – ein Hinweis darauf, dass der Eintrag
von Steinen einem systematischen, klimabedingten Muster folgt.

Doch woher kommen all diese Eisberge? Mithilfe eines satellitengestützten
Verfahrens zur Rekonstruktion der Eisbewegung im Ozean konnten die
Forschenden einen Teil der beobachteten Eisberge bis zu ihrem Ursprungsort
zurückverfolgen: Viele stammen aus zwei großen Gletschern in
Nordostgrönland sowie aus Teilen der russischen Arktis. Besonders die
Gletscher in Nordostgrönland haben seit Beginn der 2000er-Jahre an
Stabilität verloren und kalben heute deutlich schneller. Der zeitliche
Verlauf dieser Destabilisierung stimmt eng mit dem beobachteten Anstieg
der Häufigkeit von Eisbergen weiter südlich in der Framstraße überein und
ist eine Folge der globalen Erwärmung. Inwieweit auch das schnell
schmelzende arktische Meereis zu der Häufung beigetragen haben könnte,
untersuchten die Forschenden mithilfe eines Meereis-Ozean-Modells. Die
Simulationen zeigen, dass Eisberge in einem zunehmend dynamischen und
rückläufigen Packeis rascher und effizienter Richtung Arktisausgang
transportiert werden und insgesamt mehr Kontakt mit offenem Wasser haben,
was wiederum ihr Schmelzen beschleunigt.

Die Ergebnisse unterstreichen, wie eng Prozesse an Land und in der Tiefsee
miteinander verflochten sind – und wie sensibel und weitreichend dieses
arktische Gefüge auf eine fortschreitende Erwärmung reagiert. Diese
Erkenntnisse sind jedoch nicht nur für die Klima- und
Biodiversitätsforschung relevant, sondern haben auch unmittelbare
Bedeutung für maritime Sicherheit und Planung. „Eine zunehmende
Eisbergpräsenz in bestimmten Regionen der Arktis birgt erhebliche Risiken,
beispielsweise für Kreuzfahrt- und Frachtschiffe, die in immer größeren
Zahlen im Eis oder in der Nähe der Eiskante unterwegs sind, ebenso wie
Explorationsaktivitäten nach Öl und Gas“, sagt Thomas Krumpen. „Mit dem
Vordringen der Fischerei in nördlichere Gefilde könnten neu abgelagerte
Steine in flacheren Bereichen künftig auch für die
Grundschleppnetzfischerei zum Risiko werden.“

Der wachsende Bedarf an verlässlichen Informationen zur Eis- und
Eisbergverteilung hat am AWI bereits vor einigen Jahren zur Ausgründung
der Firma Drift+Noise Polar Services geführt, die Schiffe in eisbedeckten
Regionen mit entsprechenden Lageinformationen unterstützen. Die
vorliegende Studie liefert nun eine wichtige wissenschaftliche Grundlage,
um Eisberggefahren künftig besser einschätzen und Produkte zur
Routenplanung im Eis weiterentwickeln zu können.