Wissenschaftler haben die Gletscher gewogen und festgestellt, dass sie so dünn sind …

Im Dezember 2022 verabschiedete die Generalversammlung der Vereinten Nationen offiziell eine Resolution, die ab 2025 den 21. März jedes Jahres zum Weltgletschertag erklärt. Obwohl der Gletscherfeiertag erst im nächsten Jahr gefeiert wird, zwingt uns eine aktuelle Studie in Science Advances dennoch dazu, den Gletschern weiterhin Aufmerksamkeit zu schenken – 40 % der antarktischen Eisschelfe sind in den letzten 25 Jahren erheblich geschrumpft, was die erheblichen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die polare Umwelt verdeutlicht. Unter ihnen verloren 48 Gletscher mehr als 30 Prozent ihres Gewichts und 7,5 Billionen Tonnen Schmelzwasser gelangten ins Meer, was eine Reihe von Kettenreaktionen auslösen könnte, indem es die Meeresströmungen beeinflusst.

An einem schönen Sommertag schmelzen Eisberge vor der Küste Grönlands (Copyright-Bild aus der Galerie, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

01 Wie kann man das „Gewicht“ eines Gletschers ermitteln?

Wie erfahren Wissenschaftler von Veränderungen der Fläche, Dicke und des Gewichts von Gletschern?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Fläche von Gletschern abzuschätzen. Früher konnten wir dies schätzen, indem wir eine Gletscherverteilungskarte zeichneten und die Quadrate auf dem karierten Papier zählten. Heute können wir Drohnen zur Messung und Betrachtung von Satellitenbildern der Fernerkundung einsetzen, um die Größe von Gletschern zu bestimmen, und Computer nutzen, um spezifische Flächendaten zu erhalten.

Die Dicke eines Gletschers kann direkt im Profil oder durch Bohrungen gemessen werden . Bei steilen Gletscherprofilen kann die Gletscherdicke an dieser Stelle ermittelt werden, indem man ein Messseil senkrecht von oben nach unten zieht oder die Profilhöhe direkt mit einem Entfernungsmesser misst. Das Bohren ist komplizierter. Es muss sichergestellt werden, dass der Brunnen senkrecht steht und bis zum Grund des Gletschers reicht. Die Bohrtiefe entspricht der Dicke des Gletschers.

Dies ist der Rongbuk-Gletscher am Fuße des Mount Everest ( Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua )

Mithilfe von Instrumenten wie Gravimetern und Bodenradargeräten können außerdem einfachere Informationen zur Gletscherdicke gewonnen werden. So verwendeten Wissenschaftler beispielsweise im Jahr 1968 ein Gravimeter, um die Eisdicke von zwei Abschnitten des Rongbuk-Gletschers am Fuße des Mount Everest zu ermitteln. Im Jahr 2009 wurde mithilfe eines Bodenradars eine umfassendere Dickenmessung des Dongrongbuk-Gletschers durchgeführt.

In der Abbildung stellen die schwarzen Linien L1–L8 die Verteilung der mit dem Bodenradar ermittelten Dickenmesslinien des östlichen Rongbuk-Gletschers des Mount Everest dar, die roten Linien C1–C5 stellen die Verteilung der Gletschertrogabschnitte dar und die blauen Linien stellen die Hauptstromlinien des Gletschers dar. Das Ende des Gletschers liegt in der Nähe von C1 und bei P1 und P2 wurden Messungen der Wellengeschwindigkeit mit einem Bodenradar durchgeführt. 【1】

Die Ergebnisse der Bodenradarwellengeschwindigkeitsmessung bei P1 und P2 zeigen deutlich die Eis-Fels-Grenzfläche. Die dem hellen Fleck entsprechende Geschwindigkeit von 0,13 m/Nanosekunde ist die durchschnittliche Wellengeschwindigkeit zwischen der Gletscheroberfläche und der Eis-Fels-Grenzfläche. Wenn wir dies mit der Zeit von 400 Nanosekunden multiplizieren, erhalten wir eine Gletscherdicke von ungefähr 52 Metern bei P1 und P2. 【1】

Dabei handelt es sich um Radarmessungen von L1-L8 des Dongrongbuk-Gletschers, aus denen die Dicke der Eisschicht und die subglaziale Topographie deutlich ersichtlich sind. 【1】

Anhand der Gletscherdicke an mehreren Punkten können mit Hilfe von Computermodellen die durchschnittliche Dicke und die maximale Dicke des gesamten Gletschers berechnet werden . Je mehr Punkte vorhanden sind und je gleichmäßiger diese verteilt sind, desto genauer sind die erhaltenen Daten . Beispielsweise zeigen Daten zur Gletscherdicke, dass die durchschnittliche Dicke des Dongrongbuk-Gletschers etwa 190 Meter und die maximale Dicke etwa 320 Meter beträgt. Mithilfe der Fläche und der durchschnittlichen Dicke können wir die Volumendaten des Gletschers ermitteln und diese dann mit der durchschnittlichen Dichte des Gletschers multiplizieren, um die Gewichtsdaten des Gletschers zu erhalten. Durch den Vergleich von Daten aus verschiedenen Zeiträumen können wir die Gewichtsveränderungen des Gletschers verstehen.

02 Welche Auswirkungen hat Schmelzwasser, das ins Meer gelangt?

Gletscher speichern große Mengen Süßwasser an Land. Wenn dieses Süßwasser innerhalb kurzer Zeit in den Ozean gelangt, wird der Salzgehalt des Meerwassers erheblich reduziert, das ursprüngliche Gleichgewicht des Meerwassers gestört und die Meeresströmungen werden beeinträchtigt .

Die Gründe für die Entstehung von Meeresströmungen sind vielfältig. Einige werden durch vorherrschende Winde wie Passatwinde und Westwinde verursacht, die über das Meer wehen. Wenn das Meerwasser zu fließen beginnt, wird es an manchen Stellen mehr Meerwasser geben und an anderen weniger. Die Orte mit mehr Wasser fließen zu den Orten mit weniger Wasser. Dies ist der Kompensationsfluss. Es gibt auch einige, die von Dichteunterschieden betroffen sind. Beispielsweise ist die Dichte des Meerwassers auf beiden Seiten der Straße von Gibraltar unterschiedlich. Auf der Mittelmeerseite ist die Dichte höher und auf der Atlantikseite niedriger. Oberflächenwasser fließt vom Atlantik ins Mittelmeer und Tiefseewasser fließt vom Mittelmeer in den Atlantik. Dies ist Dichtestrom.

Schematische Darstellung der Meeresströmungen ( Copyright-Bild aus der Galerie, Nachdruck kann zu Copyright-Streitigkeiten führen )

Verschiedene Meeresströmungen transportieren heißes oder kaltes Wasser in andere Meeresgebiete und fördern so den Wärmeaustausch zwischen verschiedenen Meeresgebieten. Westeuropa wird vom Nordatlantikstrom beeinflusst, der große Mengen Wasserdampf und Wärme mit sich bringt. Obwohl der Breitengrad hier relativ hoch liegt, liegt die Durchschnittstemperatur im kältesten Monat im Winter über null Grad, sodass ein gemäßigtes ozeanisches Klima entsteht, das das ganze Jahr über mild und feucht ist.

Wenn die Dichte des Meerwassers durch Schmelzwasser abnimmt, können die ursprünglichen Meeresströmungen unterbrochen werden, was zu erheblichen Veränderungen des Klimas, der Vegetation und anderer Lebensräume in den betroffenen Gebieten führt. Im Quartär schmolzen aufgrund der Klimaerwärmung die Gletscher Nordamerikas und drangen ins Meer ein. Dadurch veränderten sich die Eigenschaften des Meerwassers, was zur Unterbrechung der warmen Nordatlantikströmung führte und Westeuropa in eine sehr kalte und trockene Umgebung verwandelte.

03 Kann das Schmelzwasser daran gehindert werden, ins Meer zu gelangen?

Da ins Meer gelangendes Schmelzwasser enorme Auswirkungen auf Meeresströmungen, Klima, Vegetation usw. hat, stellt sich die Frage, ob wir Menschen nun direkt verhindern können, dass das Schmelzwasser ins Meer gelangt. Die Antwort lautet nein, denn das Gletschervolumen auf der Welt ist riesig. Allein das Schmelzwasservolumen von 48 der zahlreichen Gletscher in der Antarktis erreichte in 25 Jahren 7,5 Billionen Tonnen. Bei dem derzeitigen Pegelstand ist es für den Menschen unmöglich, den Zufluss so großer Wassermengen ins Meer zu verhindern.

Manche Leute sagen, dass Gletscher Süßwasser seien und dass der Mensch das geschmolzene Süßwasser nicht nutzen könne, um das Problem der Wasserknappheit zu lösen. Die Idee ist großartig, aber sehr schwer umzusetzen. Der antarktische Kontinent ist weit entfernt von anderen dicht besiedelten Gebieten und das Schmelzwasser muss in riesigen Behältern gesammelt und dann in wasserarme Gebiete transportiert werden, was sehr kostspielig ist.

Die Vereinigten Arabischen Emirate hatten einst geplant, antarktische Eisberge in den Nahen Osten zu transportieren, um das Wassermangelproblem ihres Landes zu lösen. Sie gaben jedoch schließlich auf, weil sie das Problem der Schmelzwasserspeicherung auf dem Weg nicht lösen konnten und die großen Kosten aufgrund der großen Entfernung hoch waren.

Ein Eisbär auf einer Eisscholle in den Gewässern vor Spitzbergen im Norden Norwegens im Jahr 2006 (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

04 Gibt es eine andere Lösung?

Sollen wir einfach zusehen, wie die Gletscher der Antarktis schmelzen und die globale Umwelt massiv beeinträchtigen, ohne etwas dagegen tun zu können? Nicht ganz richtig. Das grundlegende Problem des Abschmelzens der antarktischen Gletscher ist die globale Erwärmung, die durch die Emission des Treibhausgases Kohlendioxid verursacht wird. Die Person, die die Glocke verursacht hat, muss sie losbinden. Nur durch eine grundlegende Lösung des Problems übermäßiger Kohlendioxidemissionen kann dieses Problem vermieden werden.

Vergleich der Gesamtansicht des Fox-Gletschers im Jahr 2012 (links) und der Luftaufnahme des Fox-Gletschers am 19. April 2021 (rechts) (Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

Derzeit haben viele Länder auf der ganzen Welt ihre eigenen dualen Kohlenstoffziele vorgelegt. China hat sich verpflichtet, seinen Kohlendioxidausstoß vor 2030 zu begrenzen und vor 2060 CO2-Neutralität zu erreichen. Das bedeutet, dass sich die Menge an Kohlendioxidemissionen und -aufnahme gegenseitig aufheben, um einen Netto-Kohlendioxidausstoß von null zu erreichen.

Um die dualen Kohlenstoffziele besser erreichen zu können, haben die Länder in vielen Bereichen ihre Einnahmen erhöht und ihre Ausgaben gesenkt, beispielsweise in den Bereichen neue Energien, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, Verringerung der Kohlenstoffemissionen und Erhöhung der Kohlenstoffaufnahme. Erhöhen Sie die Nutzung kohlenstoffarmer Energien wie Solarthermie, Windkraft und Wasserkraft, reduzieren Sie den Anteil fossiler Brennstoffe, die große Mengen Kohlendioxid ausstoßen, und steigern Sie die Energienutzung. Durch das Pflanzen von Bäumen wird die Kohlendioxidaufnahme der Pflanzen erhöht. Wenn die Netto-Kohlendioxid-Emissionen nicht mehr weiter steigen, könnte die globale Erwärmung wirksam gemildert und das Problem des Gletscherschwunds in der Antarktis effektiv unter Kontrolle gebracht werden.

Quellen:

【1】Zhang Tong, Xiao Cunde, Qin Xiang et al. Dickenmessung und Analyse topografischer Eigenschaften des East Rongbuk-Gletschers auf dem Mount Everest[J]. Zeitschrift für Glaziologie und Geokryologie, 2012, (5): 1059-1066.

Autor: Yang Shuaibin, PhD in Quartärgeologie, Chinesische Akademie der Geologischen Wissenschaften, Geographielehrer an der Pekinger Schule Nr. 11

Gutachter: Dong Hanwen, Assoziierter Forscher, Institut für Geologie, Chinesische Akademie der Geologischen Wissenschaften

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