Alaskas schwerste Gletscher nähern sich dem irreversiblen Kipppunkt

Das Abschmelzen eines der größten Eisfelder Nordamerikas hat sich beschleunigt und könnte bald einen unumkehrbaren Wendepunkt erreichen. Zu diesem Schluss kommen neue Forschungskollegen und ich, die eine Studie über das Juneau-Eisfeld veröffentlicht haben, das sich an der Grenze zwischen Alaska und Kanada in der Nähe von Alaskas Hauptstadt Juneau erstreckt.

Im Sommer 2022 fuhr ich in Begleitung anderer Forscher über das flache, glatte, weiße Plateau des Eisfeldes und glitt in der sengenden Sonne in die Fußstapfen der Person vor mir. Von diesem Plateau aus fallen etwa 40 riesige, miteinander verbundene Gletscher zum Meer hin ab, mit Hunderten kleinerer Gletscher auf den Berggipfeln rundherum.

Unsere Arbeit, jetzt veröffentlicht in Naturkommunikationzeigte, dass Juneau ein Beispiel für Klima-„Feedback“ in Aktion ist: Wenn die Temperaturen steigen, bleibt im Sommer immer weniger Schnee liegen (technisch gesehen: die „Spätsommer-Schneegrenze“ steigt). Dies wiederum führt dazu, dass das Eis dem Sonnenlicht und höheren Temperaturen ausgesetzt ist, was mehr Schmelze, weniger Schnee usw. bedeutet.

Wie viele Alaska-Gletscher sind auch die Juneau-Gletscher sehr schwer, mit viel Eis und Schnee in großen Höhen, oberhalb der Spätsommer-Schneegrenze. Dies stützte zuvor weiter unten gelegene Gletscherzungen. Aber wenn die Schneegrenze im Spätsommer bis zum oberen Plateau ansteigt, wird ein großer Teil eines sehr schweren Gletschers plötzlich dem Abschmelzen ausgesetzt sein.

Das passiert jetzt jeden Sommer, und die Gletscher schmelzen viel schneller als zuvor, was dazu führt, dass die Eisdecke immer dünner wird und das Plateau immer mehr absinkt. Sobald ein Schwellenwert überschritten wird, können diese Rückkopplungen das Schmelzen beschleunigen und einen selbsttragenden Verlust von Schnee und Eis verursachen, der auch dann anhalten würde, wenn die Erwärmung des Planeten aufhören würde.

Das Eis schmilzt schneller denn je

Mithilfe von Satelliten, Fotos und alten Steinhaufen konnten wir den Eisverlust auf dem Juneau-Eisfeld vom Ende der letzten „Kleinen Eiszeit“ (vor etwa 250 Jahren) bis heute messen. Wir fanden heraus, dass die Gletscher nach dem Ende dieser Kälteperiode, etwa 1770, zu schrumpfen begannen. Dieser Eisverlust blieb konstant, bis er sich etwa 1979 beschleunigte. Im Jahr 2010 beschleunigte sich die Entwicklung erneut und verdoppelte sich gegenüber dem vorherigen Tempo. Zwischen 2015 und 2019 schrumpften die Gletscher fünfmal schneller als zwischen 1979 und 1990.

Unsere Daten zeigen, dass sich das Eisfeld verdunkelt, wenn der Schneefall abnimmt und die sommerliche Schmelzsaison länger wird. Frischer, weißer Schnee reflektiert stark und ein Großteil der starken Sonnenenergie, die wir im Sommer 2022 erlebten, wird zurück in den Weltraum reflektiert. Aber die Schneegrenze im Spätsommer steigt und liegt nun oft direkt auf dem Schelf des Juneau-Eisfelds, was bedeutet, dass älterer Schnee und Gletschereis der Sonne ausgesetzt sind. Diese etwas dunkleren Oberflächen absorbieren mehr Energie, wodurch Schnee und Eis stärker schmelzen.

Wenn das Schelfeis dünner wird, verschwinden die Eis- und Schneereserven in großen Höhen und die Schelfoberfläche sinkt. Daher wird es für das Eisfeld immer schwieriger, sich zu stabilisieren oder sogar wiederherzustellen. Dies liegt daran, dass wärmere Luft in tieferen Lagen zu zusätzlichem Schmelzen führt, was zu einem irreversiblen Kipppunkt führt.

Langzeitdaten wie diese sind wichtig für das Verständnis des Gletscherverhaltens sowie der Prozesse und Kipppunkte, die innerhalb jedes Gletschers existieren. Diese komplexen Prozesse machen es schwierig, das zukünftige Verhalten eines Gletschers vorherzusagen.

Das schwierigste Rätsel der Welt

Wir haben Satellitendaten verwendet, um die Größe des Gletschers und sein Verhalten zu rekonstruieren, aber das beschränkt uns wirklich auf die letzten 50 Jahre. Um weiter zurück zu gehen, brauchen wir andere Methoden. Vor 250 Jahren haben wir die Moränenkämme kartiert, bei denen es sich um große Schutthaufen handelt, die sich an der Gletscherfront ablagern, sowie die Stellen, an denen Gletscher das Grundgestein erodiert und poliert haben.

Um unsere Kartierung zu verifizieren und zu vertiefen, verbrachten wir zwei Wochen auf dem Eisfeld selbst und zwei Wochen im darunter liegenden Regenwald. Wir lagerten zwischen Moränenkämmen, hängten unser Essen hoch, um es vor Bären zu schützen, riefen, um Elche und Bären zu warnen, während wir durch den Regenwald wanderten, und kämpften gegen Mücken, die nach unserem Blut dürsteten.

In den 1940er und 1970er Jahren, als Satellitenbilder noch nicht ohne weiteres verfügbar waren, haben wir das Eisfeld mithilfe von Luftbildern rekonstruiert. Diese Fotos sind von hoher Qualität, aber sie wurden aufgenommen, bevor globale Positionierungssysteme es einfach machten, den genauen Ort zu bestimmen, an dem sie aufgenommen wurden.

Einige von ihnen haben in den vergangenen Jahren auch kleinere Schäden davongetragen: Klebeband, einen Riss, einen Daumenabdruck. Daher mussten einzelne Bilder zusammengefügt werden, um ein 3D-Bild des gesamten Eisfeldes zu erhalten. Es war ein bisschen so, als würde man das schwierigste Puzzle der Welt lösen.

Arbeiten wie diese sind von entscheidender Bedeutung, da die Gletscher der Welt schnell schmelzen: Zusammengenommen verlieren sie derzeit mehr Masse als die Eisschilde Grönlands oder der Antarktis, und die Ausdünnungsrate dieser Gletscher weltweit hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten verdoppelt.

Unsere längeren Zeitreihen zeigen, wie ausgeprägt diese Beschleunigung ist. Um bessere Vorhersagen über zukünftige Veränderungen in dieser wichtigen Region treffen zu können, ist es entscheidend zu verstehen, wie und wo „Rückkopplungen“ dazu führen, dass Gletscher noch schneller schmelzen.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.