A2 Einsturz des Schelfeises

Thema

Schwimmende Schelfeise sind Ausläufer des kontinentalen Eisschildes, die auf dem Ozean treiben und als Stützpfeiler wirken: Sie üben eine Zugkraft auf die Gletscher aus, die sie speisen, und diese Zugkraft verlangsamt deren Abfluss ins Meer. Kollabiert ein schwimmendes Schelfeis, wie beispielsweise das Larsen-B-Schelfeis im Jahr 2002, beschleunigen die oberhalb liegenden Gletscher dramatisch und verlieren die zuvor sie bremsende Zugkraft. Dies führt zu einem erhöhten Eisabfluss ins Meer und einem stärkeren Beitrag dieser Gletscher zum Meeresspiegelanstieg.

Der Hauptmechanismus für den Kollaps eines schwimmenden Schelfeises ist die durch Oberflächenwasseransammlungen verursachte hydraulische Rissbildung: In warmen Sommern bilden sich Schmelzwasserseen auf der Oberfläche des Schelfeises, deren Wasser in bestehende Risse im Eis eindringt. Das in bestehende Risse eindringende Wasser breitet diese dank des hydrostatischen Drucks des angesammelten Wassers vertikal nach unten aus – ein Druck, der den Widerstand des schwimmenden Schelfeises selbst gegen Brüche überwindet.

Der zweite wichtige physikalische Mechanismus ist die Instabilität des Meeresbodens: Die Aufsetzlinie, der Punkt, an dem das kontinentale Eis aufhört, auf dem Meeresboden aufzuliegen und als schwimmendes Schelfeis zu treiben beginnt, kann auf einem Meeresboden mit retrogradem Gefälle liegen, einem Meeresboden, der sich eher zum Kontinentinneren als zum offenen Meer hin vertieft. Bei einem retrograden Gefälle führt jede Zurückweichung der Aufsetzlinie zu einem tieferen Bereich des Meeresbodens. Diese größere Tiefe des Meeresbodens an der neuen Position der Aufsetzlinie erhöht die Eisdicke an genau diesem Punkt. Eine größere Eisdicke an der Aufsetzlinie beschleunigt den Eisfluss ins Meer an dieser Stelle, und dieser schnellere Eisfluss drückt die Aufsetzlinie noch weiter zurück, wodurch eine positive autokatalytische Instabilität auf dem retrograden Meeresboden entsteht.

Das zu erwartende Verhalten eines zusammenbrechenden Schelfeises ist nichtlinear und irreversibel: Sobald die Schwelle für die Hydrofrakturierung oder die Rückzugsschwelle auf einem rückschreitenden Meeresboden überschritten ist, kann der Zusammenbruch des Schelfeises autokatalytisch verlaufen und ist nicht mehr von den klimatischen Einflüssen abhängig, die ihn ausgelöst haben. Der Verlust der Stützwirkung des Schelfeises breitet sich rasch stromaufwärts aus, durch Druckwellen, die sich durch das Eis selbst ausbreiten und zu den Gletschern gelangen, die denselben Rückzugsdruck aufweisen, von dem diese Beschreibung ausging. Dies beschleunigt die Gletscher und erhöht den Beitrag des gesamten Systems zum Meeresspiegelanstieg.

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