Deutlich weniger Presseisrücken im arktischen Meereis
Foto: Alfred-Wegener-Institut / Andreas Preusser
Die Meereisdecke auf dem Arktischen Ozean ist aufgrund der globalen Erwärmung nicht nur kleiner und dünner geworden, sondern in den letzten drei Jahrzehnten auch deutlich ebener. Der Grund dafür ist der Rückgang sogenannter Presseisrücken. Für die Schifffahrt mögen das gute Nachrichten sein, nicht aber für das Ökosystem.
Die Meereislandschaft in der Arktis (und Antarktis) ist keineswegs eintönig und flach. Vielmehr ist sie geprägt von ebenen Flächen, die alle paar hundert Meter von bis zu zwei Meter hohen Erhebungen — den sogenannten Presseisrücken — unterbrochen werden. Für die Schifffahrt stellen sie unüberwindbare Hindernisse dar.
Presseisrücken entstehen, wenn Eisschollen durch Wind und Meeresströmungen übereinander geschoben werden. Je nach Alter und Dicke der Schollen können diese Rücken sehr mächtig werden, vor allem unter Wasser. Bis in 30 Meter Tiefe können die übereinander gestapelten Schollen reichen.
Ein Forschungsteam des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) und des Norwegischen Polarinstituts hat jetzt erstmals gezeigt, dass die Häufigkeit und Höhe von Presseisrücken in der Arktis deutlich abgenommen hat: Nördlich von Grönland, in der Framstraße sowie in der Lincolnsee nördlich von Ellesmere Island (Kanada) und Nordwestgrönland, wo sich altes Meereis konzentriert, nimmt pro Jahrzehnt die Häufigkeit um 12 bis 15 % und die Höhe um 5 bis 10 % ab.
Die Ergebnisse der Studie, die am 6. Januar in der Fachzeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurden, basieren auf Lasermessungen, die seit 30 Jahren mit Forschungsflugzeugen des AWI über dem arktischen Meereis durchgeführt werden. Die Forschenden analysierten bislang nicht veröffentlichte Daten von Messflügen aus 52 Flugkampagnen von 1993 bis 2023 mit einer Gesamtflugstrecke von 76.000 Kilometern.
«Bisher war unklar, wie sich Presseisrücken verändern», sagt Dr. Thomas Krumpen, Meereisforscher am AWI und Hauptautor der Studie, in einer Pressemitteilung des AWI. «Ein immer größerer Teil der Arktis besteht aus Eis, das im Sommer schmilzt und nicht älter als ein Jahr wird. Dieses junge, dünne Eis verformt sich leichter und bildet schneller neue Presseisrücken. Man könnte also erwarten, dass deren Häufigkeit eher zunimmt. Dass die Presseisrücken dennoch insgesamt weniger werden, liegt am drastischen Schmelzen alter Eisschollen. Eis, das mehrere Sommer überdauert, weist besonders viele Presseisrücken auf, da es über einen längeren Zeitraum starken Drücken ausgesetzt war. Der Verlust dieses mehrjährigen Eises ist so gravierend, dass wir insgesamt eine Abnahme der Häufigkeit von Presseisrücken in der Arktis beobachten, selbst wenn sich das dünne und junge Eis leichter verformen lässt.»
Professor Dr. Christian Haas, Leiter der Sektion Meereisphysik am AWI, erklärt, dass in Regionen, wo das Alter des Eises besonders stark abgenommen hat, der Verlust an Presseisrücken am größten war. Dies betreffe vor allem die Beaufortsee und die zentrale Arktis, die heute im Sommer teilweise eisfrei sind. Früher dominierte dort Eis, das fünf Jahre und älter war.
Essentiell für das Ökosystem
Presseisrücken sind aus ökologischer Sicht eine elementare Komponente des Meereises. Der über der Wasseroberfläche liegende Teil, das Segel, bietet Hohlräume und Nischen, die Eisbären zur Überwinterung und Geburt ihrer Jungtiere nutzen. Gleichzeitig bilden die aufragenden Schollen eine Angriffsfläche für den Wind und sorgen so für eine schnellere Bewegung des Eises über den Arktischen Ozean.
Der unter Wasser liegende Eiskiel hingegen dient Eisalgen und tierischem Plankton als Lebensraum, der Polardorsche anlockt, die wiederum Nahrung für Robben, Seevögel und Wale sind. Die Verwirbelungen, die durch den Kiel entstehen, sorgen für eine gute Durchmischung der oberen Wasserschicht und erhöhen so die Nährstoffverfügbarkeit.
Welche Auswirkungen die beobachteten Veränderungen auf das arktische Ökosystem haben, ist noch Gegenstand der Forschung. Vor allem ist es wichtig zu verstehen, welche Rolle das Alter von Presseisrücken für die vielen verschiedenen Organismen spielt, da die Erwärmung dafür sorgt, das immer weniger Presseisrücken ihren ersten Sommer überstehen.
Schnellere Drift trotz kleinerer Segel
Im Rahmen der Studie stellten die Forschenden auch fest, dass die Geschwindigkeit, mit der das Eis über den Arktischen Ozean getrieben wird, zunimmt obwohl die Presseisrücken kleiner werden.
Ein Widerspruch, für den Dr. Luisa Albedyll, Meereisphysikerin am AWI und Co-Autorin der Studie, Erklärungen sucht: «Eigentlich sollte das Eis langsamer durch die Arktis driften, wenn die Segelfläche kleiner wird, weil die Impulsübertragung abnimmt. Das weist darauf hin, dass es noch andere Veränderungen gibt, die in die entgegengesetzte Richtung wirken. Stärkere Meeresströmungen oder eine Glättung der Eisunterseite durch verstärkte Schmelzprozesse könnten eine Rolle spielen. Um diese offenen Fragen zu klären und die komplexen Zusammenhänge besser zu verstehen, haben wir den gesamten Datensatz in einem öffentlichen Archiv zugänglich gemacht, damit andere Forschende sie nutzen und in ihre Studien einbeziehen können.»
Die offenen Fragen, wie die biologischen und biogeochemischen Unterschiede von Eisschollen und Presseisrücken unterschiedlichen Alters, sollen bereits im kommenden Sommer während einer Expedition mit dem deutschen Forschungseisbrecher Polarstern erforscht werden.
«Durch die Kombination von Schiffs- und Flugzeugmessungen erhoffen wir uns einen besseren Einblick in die komplexen Wechselwirkungen zwischen Meereis, Klima und Ökosystem. Denn nur wenn wir das Umweltsystem Arktis besser verstehen, können wir wirksame Strategien zum Schutz und zur nachhaltigen Nutzung der Arktis entwickeln», so Dr. Thomas Krumpen.
Julia Hager, Polar Journal AG
