Der Meeresspiegel war in der letzten Wärmeperiode der Erde vor 125.000 Jahren um 10 Meter über das Niveau der aktuellen Werte gestiegen, so neue Forschungen, die einen Einblick in das geben, was unter unseren heutigen Klimaveränderungen passieren kann.
Ein jüngst in Nature Communications veröffentlichtes Papier zeigt, dass das schmelzende Eis der Antarktis der Hauptgrund für den Anstieg des Meeresspiegels in der soganennten Interglazial- oder Zwischeneiszeit war, die etwa 10.000 Jahre dauerte.
Der Anstieg des Meeresspiegels ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit, die der Klimawandel mit sich bringt, und fundierte Vorhersagen sind für eine Anpassung von entscheidender Bedeutung.
Diese Forschungsarbeit zeigt nun, dass die Antarktis, die lange Zeit als der “schlafende Riese” des Meeresspiegelanstiegs galt, tatsächlich ein Schlüsselfaktor ist. Ihre Eisschilde können sich schnell und in einer Weise verändern, die in Zukunft enorme Auswirkungen auf die Küstengemeinden und die Infrastruktur haben könnte.
Luftaufnahmen zeigen die Verwüstung, die durch schwere Stürme bei Collaroy an Sydneys Nordstränden im Juni 2016 verursacht wurde (Bildnachweis: UNSW Wasserforschungslabor)
Eine Warnung aus der Vergangenheit
Die Erdzyklen bestehen sowohl aus kalten Perioden – oder Eiszeiten –, in denen weite Teile der Welt mit großen Eisdecken bedeckt sind, als auch aus wärmeren Perioden dazwischen, den Zwischeneiszeiten, in denen das Eis taut und der Meeresspiegel steigt.
Die Erde befindet sich derzeit in einer solchen Zwischenperiode, die vor etwa 10.000 Jahren begonnen hat. Die Treibhausgasemissionen der letzten 200 Jahre haben jedoch zu Klimaveränderungen geführt, die schneller und extremer sind als während der letzten Zwischeneiszeit. Das bedeutet, dass der Anstieg des Meeresspiegels in der Vergangenheit nur sehr bedingte Vorhersagen darüber liefert, was in Zukunft passieren könnte.
Die Forscher untersuchten Daten des letzten Zwischeneiszeitalters, das vor 125.000 bis 118.000 Jahren auftrat. Die Temperaturen waren bis zu 1°Celsius höher als heute – insofern ähnlich wie es für die nahe Zukunft vorhergesagt wird.
Die Untersuchungen haben ergeben, dass die Eisschmelze in der letzten Zwischeneiszeit dazu geführt hat, dass sich der Spiegel der Weltmeere etwa 10 Meter über dem heutigen Niveau befand. Das Eis war zuerst in der Antarktis geschmolzen und dann einige tausend Jahre später in Grönland.
Der Meeresspiegel war um bis zu 3 Meter pro Jahrhundert angestiegen und lag damit weit über dem Anstieg von rund 0,3 Metern in den letzten 150 Jahren.
Der frühe Eisverlust in der Antarktis trat auf, als sich das Südpolarmeer zu Beginn der Zwischeneiszeit zu erwärmen begann. Dieses Schmelzwasser veränderte die Art und Weise, in der die Ozeane der Erde zirkulierten, was im nördlichen Polargebiet zu einer Erwärmung führte und in Grönland Eisschmelze auslöste.
Hunde, die während einer Expedition im Nordwesten Grönlands im Juni 2019 einen Schlitten durch das Schmelzwasser auf Küstenmeereis ziehen (Bildnachweis: Steffen M. Olsen / Dänisches Meteorologisches Institut)
Zum Verständnis der Daten
Der globale durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels wird derzeit auf mehr als 3 Millimeter pro Jahr geschätzt. Diese Geschwindigkeit wird voraussichtlich steigen, und der Anstieg des Meeresspiegels bis zum Jahr 2100 (im Vergleich zum Jahr 2000) wird voraussichtlich 70 bis 100 Zentimeter betragen, je nachdem, wie die Menschheit das Problem des Ausstoßes von Treibhausgasen angeht.
Solche Projektionen stützen sich normalerweise auf Aufzeichnungen, die in diesem Jahrhundert von Gezeitenmessgeräten und seit den 1990er Jahren von Satellitendaten gesammelt wurden.
Die meisten dieser Prognosen berücksichtigen jedoch nicht einen wichtigen natürlichen Prozess – nämlich die Instabilität der Eisberge –, der in der kurzen Instrumentenaufzeichnung nicht erfasst ist. Aus diesem Grunde sind geologische Beobachtungen von entscheidender Bedeutung.
Wenn Eis den Ozean erreicht, wird es zu schwimmendem Schelfeis und letztlich zu einer Eisklippe. Wenn diese Klippen sehr groß werden, werden sie instabil und können schnell zusammenbrechen.
Dieser Zusammenbruch erhöht die Einleitung von Landeis in den Ozean. Das Endergebnis ist ein globaler Anstieg des Meeresspiegels. Einige Modelle haben versucht, die Instabilität der Eisklippen zu berücksichtigen, aber die Ergebnisse sind umstritten. Die Ergebnisse dieser Modelle sagen jedenfalls Steigerungsraten des Meeresspiegels voraus, die den Daten der letzten Zwischeneiszeit erstaunlich ähnlich sind.
Die Antarktis galt lange Zeit als der relative stabile schlafende Riese des Meeresspiegelanstiegs, wird aber heute als Schlüsselfaktor, angesehen. (Bildnachweis: Australische Antarktis Division)
Die in Rede stehende Arbeit der Forscher untersucht Aufzeichnungen über die gesamte Veränderung des Meeresspiegels, die per Definition alle relevanten natürlichen Prozesse umfassen.
Sie untersuchten chemische Veränderungen in fossilen Planktonschalen in marinen Sedimenten aus dem Roten Meer, die eindeutig mit Veränderungen des Meeresspiegels zusammenhängen. Zusammen mit dem Nachweis des Schmelzwassereintritts in der Antarktis und in Grönland zeigt die Arbeit, wie schnell der Meeresspiegel angestiegen ist, und unterscheidet zwischen verschiedenen Eisschildanteilen.
Blickt in die Zukunft
Was an den Aufzeichnungen für die letzte Zwischeneiszeit auffällt, ist, wie hoch und schnell der Meeresspiegel seinerzeit über das gegenwärtige Niveau gestiegen ist. Die Temperaturen während des letzten Interglazials entsprachen denen, die für die nahe Zukunft prognostiziert werden, was bedeutet, dass das Schmelzen der Eisplatten den zukünftigen Meeresspiegel weitaus dramatischer beeinflussen wird als man bisher annimmt.
Die letzte Zwischeneiszeit ist kein perfektes Szenario für die Prognose der Zukunft. Die einfallende Sonnenstrahlung war aufgrund der unterschiedlichen Position der Erde relativ zur Sonne höher als heute. Desweiteren betrug der Kohlendioxidgehalt damals nur 280 ppm, verglichen mit mehr als 410 ppm heutzutage.
Entscheidend ist, dass die Erwärmung zwischen den beiden Polen im letzten Interglazial nicht gleichzeitig auftrat.
Unter dem heutigen Klimawandel durch Treibhausgase kommt es jedoch in beiden Regionen gleichzeitig zu Erwärmung und Eisverlust.
Dies bedeutet, dass, wenn der Klimawandel unvermindert anhält, der dramatische Anstieg des Meeresspiegels in der Vergangenheit ein kleiner Vorgeschmack auf das sein könnte, was kommen wird.
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