Gletscher und Meeresspiegelanstieg: Wie viel und wie schnell?
Der globale Meeresspiegel ist seit Beginn des 20. Jahrhunderts um etwa 20 Zentimeter gestiegen. Die Rate dieses Anstiegs hat sich beschleunigt: In den 1990er Jahren stieg der Meeresspiegel um rund 2 Millimeter pro Jahr; heute sind es mehr als 4 Millimeter jährlich, mit steigender Tendenz. Hinter dieser Zahl stecken verschiedene Prozesse, die alle mit dem Klimawandel zusammenhängen: die thermische Ausdehnung des wärmenden Ozeans, das Abschmelzen von Bergegletschern und die Massenabgabe der großen Eisschilde in Grönland und der Antarktis. Gletscher und Eisschilde zusammen tragen heute mehr als die Hälfte des beobachteten Meeresspiegelanstiegs bei — und ihre Dynamik bestimmt, wie die Projektionen für das Ende dieses Jahrhunderts aussehen.
Die interaktive Gletscherkarte zeigt die Verteilung der Eisreserven auf der Erde und macht die geografischen Zusammenhänge zwischen Eismassen und Küstenregionen sichtbar.
Berggletscher: kleines Volumen, großer Beitrag
Paradoxerweise tragen die Berggletscher — obwohl sie nur einen Bruchteil des gesamten Eisvolumens der Erde ausmachen — derzeit einen unverhältnismäßig großen Anteil zum Meeresspiegelanstieg bei. Eine Studie in Nature von 2021 ermittelte, dass Berggletscher außerhalb der Polarregionen zwischen 2000 und 2019 pro Jahr durchschnittlich 267 Gigatonnen Eis verloren haben — genug, um den Meeresspiegel um rund 0,74 Millimeter pro Jahr anzuheben. Das entspricht ungefähr einem Fünftel des gesamten beobachteten Meeresspiegelanstiegs in diesem Zeitraum.
Diese Zahlen sind bemerkenswert, weil das gesamte Volumen aller Berggletscher nur rund 0,41 Meter Meeresspiegeläquivalent enthält. Das heißt: Würden alle Berggletscher der Welt vollständig abschmelzen, würde der Meeresspiegel um weniger als einen halben Meter steigen. Der Anteil, den sie schon jetzt am jährlichen Anstieg haben, ist aber so hoch, weil sie proportional zu ihrer Masse extrem rasch verlieren.
Grönland: der aktive Kontribuent
Der grönländische Eisschild enthält Eis, das einem Meeresspiegelanstieg von etwa 7 Metern entspricht, wenn es vollständig schmelzen würde. Dieser Zustand ist in diesem Jahrhundert nicht zu erwarten, aber selbst teilweises Abschmelzen hat massive Konsequenzen. Grönland verliert derzeit jährlich mehrere hundert Gigatonnen Eis, sowohl durch Oberflächenschmelze als auch durch das Kalben großer Gletscher wie Jakobshavn, Sermeq Kujalleq und Kangerdlugssuaq. Der Beitrag Grönlands zum Meeresspiegelanstieg ist in den letzten zwei Jahrzehnten von rund 0,6 auf über 1 Millimeter pro Jahr gestiegen.
Besonders besorgniserregend ist die sogenannte Marin-basierte Instabilität: Teile des grönländischen Eisschildes liegen auf Felsboden unterhalb des Meeresspiegels, und warm eindringendes Ozeanwasser kann die Gletscher von unten her schmelzen. Diese Rückkopplungsprozesse könnten Rückzugsraten antreiben, die durch Klimamodelle allein schwer vorherzusagen sind.
Antarktis: das Riesenpotenzial
Die Antarktis birgt bei weitem das größte Meeresspiegelrisiko. Der westantarktische Eisschild liegt großenteils auf Felsgrund unterhalb des Meeresspiegels und ist potenziell anfällig für eine marine Eisschild-Instabilität (MISI). Der Thwaites-Gletscher im Westen der Antarktis, der in den Medien oft als Doomsday-Gletscher bezeichnet wird, zieht intensive Forschungsaktivitäten auf sich: Sein vollständiger Verlust würde den Meeresspiegel um mehr als 60 Zentimeter anheben und könnte weitere westantarktische Gletscher destabilisieren.
Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass warmes zirkumpolares Tiefenwasser verstärkt unter den Eisschelf des Thwaites dringt und die Basis des Gletschers von unten her schmilzt. Gleichzeitig zeigen Radaruntersuchungen tiefe Schmelzwasserkanäle unter dem Eisschelf, die das Eindringen warmen Wassers begünstigen. Ob und wann ein Kipppunkt erreicht wird, ab dem der Rückzug selbstverstärkend und nicht mehr umkehrbar ist, ist eine der zentralen offenen Fragen der Glaziologie.
Messungen: Pegel, Satelliten, Schwerefeld
Der Meeresspiegelanstieg wird auf drei Wegen gemessen. Klassische Pegelstationen an Küsten messen den relativen Meeresspiegel — das heißt, die Veränderung des Wasserstands relativ zum jeweiligen Festland, das sich selbst heben oder senken kann. Satelliten-Altimetrie, seit 1992 mit Missionen wie TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2 und Jason-3 in Betrieb, misst den absoluten Meeresspiegel global und mit hoher Präzision. Die GRACE-Satellitenmission und ihr Nachfolger GRACE-FO messen Schwerefeldveränderungen der Erde und erlauben direkte Schlüsse auf Eismassenverluste in Grönland und der Antarktis.
Die Kombination dieser drei Methoden ermöglicht eine umfassende Bilanz: Wie viel Wasser wurde durch Schmelzen ins Meer abgegeben? Wie viel durch thermische Ausdehnung? Die Schließung dieser sogenannten Meeresspiegel-Budget-Bilanz ist eine zentrale wissenschaftliche Leistung der letzten zwei Jahrzehnte und hat die Konfidenz in die Projektionsmodelle erheblich gestärkt.
Szenarien bis 2100
Der aktuelle IPCC-Bericht (AR6) gibt für den Meeresspiegelanstieg bis 2100 unter verschiedenen Szenarien folgende Bandbreiten an. Unter einem niedrigen Emissionsszenario (SSP1-2.6) ist ein Anstieg von 28 bis 55 Zentimetern wahrscheinlich. Unter einem hohen Szenario (SSP5-8.5) sind es 63 bis 101 Zentimeter — mit der Möglichkeit von über 2 Metern, wenn antarktische Kippprozesse eintreten. Diese Unsicherheitsrange ist keine Schwäche der Wissenschaft, sondern spiegelt die reale Bandbreite möglicher Entwicklungen wider, die vom globalen Klimahandeln abhängt.
Für Küstenstädte weltweit — von Hamburg bis Mumbai, von Miami bis Shanghai — ist auch ein Anstieg von einem Meter kein abstraktes Problem. Deichhöhen, Abwassersysteme, Bebauungspläne und Evakuierungskorridore müssen für Zeiträume von 50 bis 100 Jahren geplant werden, in denen der Meeresspiegel erheblich höher sein wird als heute. Die Gletscher sind dabei nicht die Ursache des Problems, aber ihr Zustand ist ein klares Barometer dafür, wie schnell das System auf die menschliche Freisetzung von Treibhausgasen reagiert.