Den Eisbären schmilzt der Boden unter den Füßen weg. Ihr bedrohter Lebensraum ist zum Sinnbild für die drastischen Veränderungen in der Arktis geworden.
Christian Haas hoffte bis zuletzt. Der Glaziologe vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) wollte im März ins arktische Spitzbergen aufbrechen, um auf einem zugefrorenen Fjord die Wechselwirkungen zwischen Schnee und Eis zu studieren. Doch aus der Fahrt wurde nichts – sein Forschungsgegenstand war verschwunden. Obwohl der Winter noch nicht ganz vorbei war, schwamm kein Eis auf dem Meer. Die Strömung hatte ungewöhnlich warmes Wasser in den Fjord gespült, außerdem war der Winter viel zu warm gewesen. Im Januar hatten die Temperaturen in Spitzbergen fast zehn Grad über dem langjährigen Mittel gelegen. Statt knackigem Frost, wie für diese Jahreszeit üblich, herrschte Tauwetter. Am 16. Januar kletterte die Quecksilbersäule auf 6,5 Grad plus, und tückische Schmelzwasserflüsse machten die Gegend unpassierbar. „Wir konnten die Koldewey-Station praktisch nicht verlassen”, bedauert AWI-Ingenieur Kai Marholdt.
Die Arktis taumelt in eine ungewisse Zukunft. Schon seit Jahrzehnten bahnt sich im hohen Norden ein Wandel an, der sich nun beschleunigt, wie immer neue Rekorde belegen. Ein Gebiet so groß wie Afrika gerät aus den Fugen. Mit einer umfassenden Studie, „Arctic Climate Impact Assessment”, schlagen Forscher aus aller Welt Alarm und fordern mehr Anstrengungen für den Klimaschutz. Denn der Klimawandel macht sich in der Arktis stärker bemerkbar als irgendwo sonst auf der Welt. Die Temperaturen steigen hier mindestens doppelt so schnell wie im globalen Mittel. Vor allem die kalten Monate verlieren an Schärfe. In Alaska und Westkanada sind die Winter inzwischen bereits drei bis vier Grad wärmer als noch vor 50 Jahren.
Tiere und Pflanzen bekommen die Klima-Revolution unmittelbar zu spüren. Eisbären und bestimmte Robben – besonders die Ringel-, Band- und Bartrobben – büßen mehr und mehr von ihrem Lebensraum ein. Mit dramatischen Folgen: Den Eisbären brechen die Jagdreviere weg, den Robben fehlt das Eis für die Geburt ihres Nachwuchses. Auch Rentiere und Karibus geraten in Stress, weil sie neue Wanderungswege finden müssen. Und die Vegetationszonen verschieben sich nach Norden: Wälder ersetzen die Tundra, und Tundravegetation rückt in die polaren Wüsten vor. Auch die rund vier Millionen Menschen, die in der Arktis leben, müssen sich anpassen. Die Ureinwohner („Eskimos”), die mit der Jagd ihren Lebensunterhalt bestreiten, müssen ihre traditionelle Lebensweise aufgeben. Viele Häuser verlieren im tauenden Boden ihren Halt – im sibirischen Jakutsk sind schon mehr als 300 Gebäude weggesackt. An den Küsten frisst sich das Meer ins tauende Land und gefährdet Hafenstädte und Straßen.
Doch der Wandel stoppt nicht am Polarkreis, sondern erfasst die ganze Welt. Die Arktis spielt – wie die Antarktis – eine wichtige Rolle im globalen Klimageschehen. Im kalten Norden treiben gewaltige Pumpen das globale System der Meeresströmungen an, das auch das deutsche Wetter mitbestimmt. Zudem lagert hier genug Eis, um beim Schmelzen den Meeresspiegel rund sieben Meter weit anzuheben. Würde der grönländische Eisschild abschmelzen, stünden Hamburg und Bremen unter Wasser, und Holland würde im Meer versinken. Dazu kommen tückische Rückkopplungsmechanismen: Je mehr arktische Meeresfläche eisfrei bleibt, je mehr dunkle Vegetation die einst hellen Schneeflächen ersetzt, desto weniger Sonnenenergie strahlt in den Weltraum zurück – und desto schneller steigen die globalen Temperaturen. Obendrein gelangen große Mengen des hochwirksamen Treibhausgases Methan in die Atmosphäre, wenn der Permafrostboden auftaut.
Alle Warnleuchten blinken. Aber darf man den Trend einfach in die Zukunft fortschreiben? Noch stehen die Forscher vor vielen offenen Fragen. Mit immer neuen Mess- und Berechnungsmethoden versuchen sie, ihren Blick zu schärfen. Als Schlüsselindikator für einen drohenden Klimaschwenk gilt das Meereis, das sich im Winter auf einem großen Teil des Nordmeeres bildet und im Sommer zum Teil wieder verschwindet. Wissenschaftler vergleichen es mit den Kanarienvögeln, die Bergleute früher als lebende Alarmanlage untertage schleppten: Fielen die Tiere von der Stange, war klar, dass giftiges Gas durch die Flöze waberte. Das Frühwarnsignal im hohen Norden hat bereits angeschlagen: Das Meereis schmilzt im Rekordtempo.
Seit Beginn der regelmäßigen Satellitenmessungen 1978 ist die Fläche, die im September eisbedeckt ist, um rund 20 Prozent zurückgegangen. Der Verlust entspricht etwa der vierfachen Fläche Deutschlands. Im vergangenen Sommer zog sich das Eis sogar weit genug zurück, dass Schiffe fast ungehindert durch die legendäre Nordwest-Passage fahren konnten und die russische „Akademik Fjodorow” sogar ohne Eisbrecherhilfe den Pol überquerte – ein Novum in der Geschichte der Schifffahrt. Das Eis ist immer schneller auf dem Rückzug: Nach den Rekordjahren 2002 und 2005 hat sich der Verlust von 6,5 Prozent auf 8 Prozent pro Dekade beschleunigt.
Wie dieser Trend zu erklären ist, darüber gehen die Meinungen auseinander. AWI-Meteorologe Jan Lieser rät zur Vorsicht: „ Vielleicht steckt dahinter nur ein normaler Zyklus.” Möglicherweise, meint er, schieben veränderte Meeresströmungen und Winde das Eis an den Küsten zusammen, sodass sich trotz der geringeren Fläche das Volumen kaum verändert hat. Doch dagegen sprechen Messungen der Eisdicke – auch wenn die Daten bislang nur punktuell erhoben wurden und deshalb kein Gesamtbild ergeben. Echolot-Aufzeichnungen von U-Booten in den Jahren 1958 bis 1976 und 1993 bis 1997 ergaben eine Abnahme um 43 Prozent. AWI-Forscher haben zwischen 1991 und 2001, also innerhalb von nur einem Jahrzehnt, zwischen Spitzbergen und Nordpol eine Ausdünnung um 22 Prozent registriert. Nachmessungen 2004 ergaben zwar keine weitere Abnahme, doch Computersimulationen legen nahe, dass die höheren Lufttemperaturen die Eishaut tatsächlich ausdünnen. Auch wärmeres Wasser, das aus dem Süden ins Polarmeer strömt, nagt am Eis. Im Winter hat sich das Meereis bisher stets wieder halbwegs erholt – zumindest was seine Fläche angeht. Doch auch hier zeigen sich erste Auflösungserscheinungen. Die Ausdehnung ist in den vergangenen 50 Jahren um rund 5 Prozent zurückgegangen, mit zunehmender Tendenz. Noch nie hatte das Meer weniger Eis als im Winter 2004/05. Außerdem kommt der Winter immer später und der Frühling immer zeitiger. Im vergangenen Jahr begann die Schmelze rund 17 Tage früher als im langjährigen Mittel. Folge: Im verkürzten Winter wird das Eis an vielen Stellen nicht dick genug, um den Sommer zu überstehen.
Das Zufrieren des Nordmeeres hat weltweite Auswirkungen, denn das beeinflusst die globalen Meeresströmungen. Wenn Meerwasser bei minus 1,8 Grad gefriert, reichert sich Salz unter der Eisdecke an. Das salzreiche, kalte – und damit relativ schwere – Wasser sinkt ab und macht warmem Wasser Platz, das aus dem Süden über den Golf- und Nordatlantik-Strom nachströmt. Schauplätze dieser verborgenen Wasserfälle sind die Grönland- und Labradorsee. Sie sind Teil der so genannten thermohalinen Zirkulation, die das weltweite Band der Meeresströmungen in Schwung hält.
Für den Menschen noch wichtiger als das Meereis ist das Landeis. Schmilzt es, steigt der Meeresspiegel – mit unmittelbaren Folgen für Millionen Küstenbewohner. Einige Indizien sprechen dafür, dass Grönlands Eisschild, der bis zu drei Kilometer aufragt, tatsächlich an Stabilität verliert und zu schmelzen beginnt.
Geodät Mirco Scheinert von der TU Dresden fährt regelmäßig zu Messkampagnen ins Land der Wikinger und untersucht dort die Westküste mit dem Jakobshavn Isbræ. Das ist der größte Gletscher der Nordhalbkugel mit einem Einzugsgebiet, das 6,5 Prozent des Grönländischen Eises umfasst. Der Eisriese schiebt sich in einen Fjord, wo er mit Getöse kalbt.
In Ilulissat, einem verträumten Küstenort, beobachtet Scheinert seit Jahren fasziniert, wie die heruntergebrochenen Eisberge durch das Wasser driften, wie sie an einer Unterwasser-Schwelle hängen bleiben und sich schließlich bei Springflut lösen und ins offene Meer treiben – „ein einmaliges Naturschauspiel”. Der Anblick hat in den vergangenen Jahren noch an Faszination gewonnen. Denn der Gletscher schleudert immer mehr Eis in den Fjord. Seine Eisfront ist zwischen 2002 und 2005 um 10 Kilometer zurückgewichen, gleichzeitig hat der Eisstrom an Tempo zugelegt: Schob er sich 1985 noch mit 5,7 Kilometer pro Jahr voran, so waren es 2003 bereits 12,6 Kilometer.
Der Jakobshavn Isbræ ist keine Ausnahme. In der Südhälfte Grönlands haben alle Gletscher Fahrt aufgenommen. Den Rekord hält der Kangerdlugssuaq, der sich im vergangenen Jahr 14 Kilometer voranschob, mehr als doppelt so weit wie noch fünf Jahre zuvor.
Die NASA-Wissenschaftler Eric Rignot und Pannir Kanagaratnam haben aus den veränderten Fließgeschwindigkeiten und aus Satelliten-Höhenmessungen berechnet, dass sich die gesamte Eismenge, die von Grönland in den Atlantik bricht, zwischen 1996 und 2005 fast verdreifacht hat. Sie vermuten, dass hinter der Entwicklung steigende Temperaturen stecken, durch die immer mehr Eis und Schnee abtauen. Das Schmelzwasser gelangt durch Spalten unter das Eis und lässt die Gletscher leichter über den Untergrund rutschen.
Andere Beobachtungen bestätigen das: Seit 1979 wird mit Satelliten ermittelt, in welchen Regionen der Eisschild oberflächlich antaut, sodass sich Eisschlamm und Schmelzwassertümpel bilden. Noch vor 15 Jahren beschränkten sich diese sommerlichen Schmelzzonen auf tief gelegene Küstenabschnitte. Inzwischen frisst sich die Schmelze immer weiter ins Land hinein – und immer höher die Hänge hinauf. Im vergangenen Jahr erreichte ihre Ausdehnung einen neuen Rekord. Während einer Woche wurden Schmelzprozesse im gesamten Süden Grönlands beobachtet, sogar auf dem 2900 Meter hohen South Dome, wo bislang stets Dauerfrost herrschte.
Dem zunehmenden Eisverlust steht zwar vermehrter Schneefall gegenüber – ob das aber für ein Gleichgewicht reicht, ist fraglich. Untersuchungen liefern widersprüchliche Ergebnisse: Während frühere Berechnungen eine nahezu ausgeglichene, allenfalls leicht negative Massenbilanz ergaben, ist Rignot überzeugt, dass Grönlands Eis schon heute rund 0,5 Millimeter pro Jahr zum Meeresspiegelanstieg beiträgt. Nach seinen Kalkulationen haben sich die Massenverluste zwischen 1996 und 2005 mehr als verdoppelt. Doch gesichert sind diese Werte nicht. Für eine verlässliche Massenbilanz fehlen Daten, wie sie etwa der abgestürzte Satellit CryoSat hätte liefern können.
Modellrechnungen verheißen allerdings nichts Gutes: AWI-Glaziologe Philippe Huybrecht hat mit einer Computersimulation gezeigt, dass Grönlands Eis unweigerlich verschwindet, wenn die Temperaturen um mindestens drei Grad gegenüber 2000 steigen. Schon in 50 Jahren könnte es so weit sein – falls die Menschen die Emission von Treibhausgasen nicht massiv herunterfahren.
Hat der Schmelzprozess erst einmal begonnen, gibt es so schnell kein Zurück, selbst wenn die Temperaturen wieder fielen. Denn bei einem Temperaturanstieg von mindestens drei Grad taut oberflächlich mehr Eis ab, als durch Schneefall hinzukommt. Der Eisschild schrumpft.
Und wenn die Eiskappe erst einmal vollständig abgeschmolzen ist, wächst sie so schnell nicht wieder, selbst wenn die Temperaturen auf vorindustrielle Werte sinken würden. Denn Grönland ist ohne Eis längst nicht mehr so hoch – und so kalt. Außerdem wärmt die dunkle Landoberfläche. Das Tauen der mächtigen Eiskappe bis zum blanken Fels dauert zwar vermutlich Jahrtausende, trotzdem würde das Schmelzwasser den Meeresspiegel um bis zu fünf Millimeter pro Jahr anheben – mit fatalen Folgen für die Küstenstädte überall auf der Welt.
Das Schmelzwasser greift außerdem in die thermohaline Zirkulation ein. Zusammen mit den verstärkten Niederschlägen und dem vermehrten Zustrom aus den Flüssen reduziert es den Salzgehalt des Meerwassers und macht es spezifisch leichter, sodass weniger kaltes Wasser absinkt. Es gibt erste Hinweise, dass sich die Strömungsverhältnisse im Atlantik bereits zu verändern beginnen. Nicht nur, dass der Salzgehalt in den kritischen Regionen seit Jahren sinkt. Britische Wissenschaftler haben im vergangenen Jahr auch mit einer erschreckenden Meldung für Aufsehen gesorgt: Ozeanograph Harry Bryden von der University of Southampton hat nach eigenen Angaben gemessen, dass sich der Nordatlantikstrom, die Verlängerung des Golfstroms, in den letzten Jahrzehnten bereits um rund 30 Prozent abgeschwächt hat. Das hieße, dass die Warmwasserheizung Europas an Kraft verliert.
Die Messung widerspricht allen Modellrechnungen. Nach den Vorhersagen des Intergovernmental Panel on Climate Change schwächt sich die Strömung nur sehr langsam ab, am Ende des Jahrhunderts um etwa 25 Prozent. Viele Wissenschaftler zweifeln auch deshalb an Brydens Ergebnissen, weil sich Europa bisher nicht abgekühlt hat. Das müsste aber der Fall sein, wenn die Heizung tatsächlich schwächelt. Für Klarheit sollen nun 22 Sensoren sorgen, die das britische Wissenschaftlerteam im vergangenen Jahr im Atlantik verankert hat. Falls Bryden Recht behält, würde die Meeresströmung viel sensibler auf den Klimawandel reagieren, als die Klimaforscher bislang annehmen. Dann wäre sogar ein Abreißen der warmen Strömung noch in diesem Jahrhundert denkbar – wie es Roland Emmerich in seinem Kinofilm „ The Day after Tomorrow” reißerisch in Szene gesetzt hat.
Unübersehbar ist, dass die Permafrostböden großflächig auftauen. Sobald das Eis im Boden schmilzt, sackt das Gelände ab, sodass sich Senken und Seen bilden. Man spricht von einer „ Thermokarst-Landschaft”, weil sie den Karstgebieten ähnelt. Noch fehlen verlässliche Zahlen, wie schnell die Dauerfrostböden schwinden. Nach Klimamodellen werden sie in den nächsten 80 Jahren 20 bis 35 Prozent ihrer Fläche einbüßen. Die Folgen sind fürs Klima gravierend. „Das beeinflusst die gesamte Energiebilanz” , befürchtet Guido Grosse, AWI-Spezialist für Frostböden. Derzeit ist rund ein Viertel der Landoberfläche auf der Nordhalbkugel gefroren, teilweise über 1000 Meter tief. Im Laufe der Jahrtausende haben sich darin riesige Mengen an Kohlenstoff aus der verrotteten Vegetation angesammelt. Beim Auftauen könnte vor allem das hochwirksame Treibhausgas Methan entweichen. Allerdings rätseln Experten noch, wie viel davon in die Atmosphäre gelangen würde und wie viel die nachwachsende Vegetation und Bodenbakterien aufnehmen würden.
Doch fest steht: Der aufgetaute Matschboden zerstört nicht nur Gebäude, sondern behindert auch den Verkehr. Bisher nutzen Lastwagenfahrer die kalte Jahreszeit, um auf gefrorenen Pisten Material zu den Ölcamps oder Holz zu den Sägemühlen zu transportieren. In Alaska hat sich die Zahl der Tage, an denen Brummis sicher durch die Tundra kommen, in den letzten 30 Jahren bereits halbiert: von rund 200 auf 100. Zudem erodieren die Küsten, weil das Eis schmilzt, das ihnen Halt gibt. Grosse und seine Kollegen haben an der sibirischen Laptewsee Erosionsraten bis zu zwölf Meter pro Jahr gemessen. An der Petschorasee droht sogar ein russisches Öllager ins Meer zu kippen.
Wie geht es weiter in der Arktis? Nach Berechnungen mit globalen Klimamodellen werden die Temperaturen dort bis 2100 um vier bis sieben Grad gegenüber 2000 steigen, die Wintertemperaturen über dem Meer sogar um sieben bis zehn Grad. Der Niederschlag wird um ein Fünftel zunehmen, das Meereis im Sommer fast völlig verschwinden. Eisbären und Robben werden dann wohl nur noch in Zoos herumtollen. Doch es gibt nicht nur Verlierer: Schiffe können die Nordwestpassage nutzen, Unternehmen die gewaltigen Rohstoffvorräte im hohen Norden – vor allem Öl und Gas – ausbeuten und Landwirte neues Terrain für sich erschließen. Der Preis dafür wird allerdings hoch sein. ■
Klaus Jacob
Ohne Titel
In den letzten 25 Jahren schmolz das grönländische Eis immer weiträumiger ab. In der Grafik unten ist die Fläche erfasst, auf der mindestens an einem Tag im Jahr Schmelzprozesse beobachtet wurden (rot: Trend). Die Illustration oben vergleicht die Schmelzzone von 1992 mit der von 2005: Früher taute das Eis nur längs der Küsten auf, also in tief liegenden Regionen. Inzwischen ist die Schmelzzone weit ins Land vorgedrungen und erfasst somit auch größere Höhen.
Ohne Titel
• Beobachtungen lassen befürchten, dass die Eiskappen am Nordpol schneller abschmelzen als gedacht – und damit der Meeresspiegel gefährlich schnell ansteigt.
• Der Klimawandel verändert die Arktis grundlegend: Das Meereis geht zurück, Permafrostböden tauen auf, und Vegetationszonen verschieben sich.
• Die Folgen könnten bald weltweit spürbar sein: Durch Rückkopplungseffekte heizt sich die Erde zusätzlich auf, und der Nordatlantikstrom, die Warmwasserheizung Europas, droht an Kraft zu verlieren.
Ohne Titel
• Beobachtungen lassen befürchten, dass die Eiskappen am Nordpol schneller abschmelzen als gedacht – und damit der Meeresspiegel gefährlich rasch ansteigt.
• Die Folgen könnten bald weltweit zu spüren sein: Durch Rückkopplungseffekte heizt sich die Erde zusätzlich auf, und der Nordatlantikstrom, die Warmwasserheizung Europas, droht an Kraft zu verlieren.
