Eine kürzlich in Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie zeigt, dass das Abschmelzen der antarktischen Eisschelfe nicht nur vom Ozean, sondern auch von der Atmosphäre abhängt. Forschern gelang es, zu rekonstruieren, wie eine warme und feuchte Luftströmung, kombiniert mit intensivierter atmosphärischer Turbulenz, eine starke Oberflächenschmelze auf der Ross-Eisbarriere verursachte, eine der größten der Welt.
Die Entdeckung basiert auf der innovativen Nutzung eines Netzes von GNSS-Satelliten und 13 auf der Plattform installierten Stationen, die es ermöglichten, Positionssignale in Fernerkundungssensoren der Luftbedingungen umzuwandeln.
Das Ereignis von 2016
Im Januar 2016 erlebte die Ross-Barriere ein ungewöhnliches Ereignis: Das Schmelzen trat auf der oberen Oberfläche auf, verbunden mit dem Eindringen warmer und feuchter Luft aus dem Südlichen Ozean. Die registrierte atmosphärische Turbulenz war viermal höher als normal, was die Vermischung von Luftmassen begünstigte und die Oberflächenschmelze verschärfte.
Dieses Ergebnis verschiebt einen Teil der klassischen Erklärung – die sich auf die ozeanische Wärme konzentriert, die die Basis der Plattformen erodiert – hin zur atmosphärischen Dynamik.
Wie die GNSS-Technik funktioniert
Satellitennavigationssysteme wie das GPS werden normalerweise für Kartografie und Positionierung verwendet. In diesem Fall nutzten die Forscher die Verzögerung, die der Wasserdampf bei der Ausbreitung der Signale verursacht.
- In einer stabilen Atmosphäre ist die Feuchtigkeitsverteilung homogen.
- In einer turbulenten Atmosphäre wird diese Verteilung unregelmäßig, und die Unterschiede werden in den GNSS-Signalen erfasst.
So konnten die Wissenschaftler die Intensität der Turbulenz quantifizieren und direkt mit dem Schmelzereignis in Verbindung bringen.
Auswirkungen auf den Meeresspiegel
Die Ross-Barriere wirkt als ein Stützpfeiler des kontinentalen Eises und bremst den Fluss in den Ozean. Wenn sie an Stabilität verliert, wird die Massenentladung der Antarktis verändert und der Anstieg des Meeresspiegels beschleunigt. Daher ist es entscheidend, zu verstehen, wie Ozean, Eis und Atmosphäre interagieren, um zukünftige Szenarien zu projizieren.
Fernüberwachung und Sicherheit
Die Technik bietet praktische Vorteile:
- Ermöglicht die Überwachung entlegener und gefährlicher Regionen, ohne klassische meteorologische Instrumente installieren zu müssen.
- Reduziert menschliche Risiken, indem direkte Operationen auf dem Eis vermieden werden.
- Kann auf andere polare Systeme, wie die Eiskappe Grönlands, ausgeweitet werden.
Das MIT Haystack arbeitet bereits an ergänzender Instrumentierung, wie dem Seismo-Geodetic Ice Penetrator (SGIP), der in der Lage ist, Vibrationen und kleine „Erdbeben“ des Eises aufzuzeichnen.
Die Studie zeigt, dass das Abschmelzen der antarktischen Eisschelfe nicht nur ein ozeanisches, sondern auch ein atmosphärisches Phänomen ist. Die Kombination aus warmer Luft, Feuchtigkeit und Turbulenz kann Oberflächenschmelzereignisse mit globalen Konsequenzen auslösen. Dank der GNSS-Satelliten ist es heute möglich, diese unsichtbaren Dynamiken in Echtzeit zu überwachen und neue Erkenntnisse zu liefern, um die Veränderungen im polaren Klimasystem zu verstehen und vorherzusehen.
