Warmes Wasser schleicht sich unter den Thwaites-Gletscher - und schmilzt ihn schnell

In der Antarktis greift ein warmer Ozean einen großen Gletscher auf bisher unbekannte Weise an und untergräbt täglich seinen Untergrund.

Bei jeder Flut hebt das Küstenende des Thwaites-Gletschers auf dem südlichen Kontinent ein kleines Stück vom Meeresboden ab, während warmes, salziges Wasser darunterdrückt, wie Satellitenmessungen zeigen. Dieser Zustrom von Meerwasser bahnt sich viele Kilometer ins Landesinnere, indem er das Eis von unten schmilzt. Das Schmelzwasser und das Meerwasser werden dann wieder herausgespült, wenn die Flut zurückgeht, berichten Forscher am 20. Mai in den Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Das wird den Rückzug des Eises an einigen Stellen stark beschleunigen", sagt Theodore Scambos, ein Glaziologe an der University of Colorado Boulder, der nicht an der Studie beteiligt war.

Das westantarktische Eisschild, auf dem der Thwaites-Gletscher liegt, ist eine Festung, die von Feinden belagert wird. Diese Eiskuppel von der Größe Alaskas sitzt in einem schalenförmigen Ozeanbecken. Die Ränder des Eisschildes, wo es vom Meeresboden aufsteigt, werden ständig von warmen, dichten, salzigen Meeresströmungen angegriffen, die wie einfallende Armeen über den Meeresboden strömen.

Der thermische Angriff ist besonders heftig entlang des Küstenabschnitts, wo der Thwaites, ein sich schnell bewegender Eiskorridor von 120 Kilometern Breite, in den Ozean mündet. Thwaites verliert derzeit 75 Milliarden Tonnen Eis pro Jahr - das entspricht etwa der Hälfte des gesamten Eisverlusts in der Antarktis.

Der Thwaites-Gletscher und ein Großteil des westantarktischen Eisschildes sitzen auf einem kiesigen Untergrund, der hunderte Meter unter dem Meeresspiegel liegt - was das Eis anfällig für warme, salzige Meeresströmungen macht, die den Meeresboden umklammern. Thwaites ist besonders anfällig, da Teile seiner Auflagezone (wo er von seinem Bett abhebt und auf dem Ozean schwebt) bis zu einem Kilometer unter dem Meeresspiegel liegen und so dem wärmsten Wasser ausgesetzt sind.

Ein Großteil dieses Verlustes geht auf das Schmelzen und Zurückgehen der Auflagerlinie des Gletschers zurück, wo seine Außenwand auf dem Meeresboden ruht. Wenn die Auflagerlinie von Thwaites zurückgeht, verringert sich die Reibung am Gletscherbett. Das ermöglicht es dem Gletscher, sein Eis schneller ins Meer abzurutschen und zum Anstieg des Meeresspiegels beizutragen, sagt Eric Rignot, ein Glaziologe an der University of California, Irvine.

Rignot hat zwei Jahrzehnte lang sporadische Satellitenradarmessungen genutzt, um die Auflagelinie von Thwaites zu überwachen, die derzeit jährlich etwa einen halben Kilometer zurückgeht. Aber 2023 nutzten er und seine Kollegen eine neue Reihe von Satelliten, genannt ICEYE, um diese Messungen dreimal täglich durchzuführen.

Diese häufigeren Messungen ergaben "einige große Überraschungen", sagt Rignot. "Wir sehen eine Dynamik, die wir noch nie zuvor gesehen haben."

Bei jeder Flut schob sich eine dünne Schicht Meerwasser, 10 bis 70 Zentimeter dick, unter den Rand des Eisschildes und wanderte sechs bis zwölf Kilometer ins Landesinnere. Die Forscher konnten dies erkennen, weil das Satellitenradar zeigte, dass die Oberfläche des Eises anstieg und fiel, während das Wasser darunter floss. Über den gesamten Gletscher gerechnet, entspricht das 200 Millionen Kubikmetern Meerwasser, das jeden Tag ein- und ausströmt - etwa 400 Mal das Volumen des größten Öltankers der Welt.

Dieses Meerwasser liegt nur 3,6 Grad Celsius über dem Schmelzpunkt des Eises - aber es hat eine überraschende Wirkung. "Das Gletschereis hasst das Salz", weil es das Schmelzen beschleunigt, sagt Rignot.

Sein Team schätzt, dass dieses Wasser während der Eindringvorgänge 150 Millionen Kilowatt Wärmeleistung in das Eis einspeist, ähnlich der Wärmeleistung von 10 Millionen Küchenöfen. Sie schätzen, dass dadurch jedes Jahr 20 Meter vom Boden des Eises abschmelzen könnten - in etwa die Höhe eines fünfstöckigen Gebäudes.

Rignot stellte fest, dass das Meerwasser in unregelmäßigen, klumpigen Mustern ins Landesinnere strömte, an einigen Stellen aber nicht an anderen. Um dies zu erklären, wandte er sich an Christine Dow, eine Glaziologin an der Universität von Waterloo in Kanada, die mehrere unterirdische Süßwasserflüsse kartiert hat, die von unterhalb des Thwaites-Gletschers aus in den Ozean fließen.

Dow stellte fest, dass das Meerwasser vorzugsweise in den breiten Bereichen unter dem Eis ins Landesinnere strömt, wo es über eben oder abfallendes Terrain fließen kann und das Eis aufgrund von Druckunterschieden am leichtesten angehoben wird.

Diese Art von Salzwasserinvasion könnte die gesamte Eisverlustrate bei einigen Gletschern verdoppeln, wie jüngste Simulationen nahelegen. Die neuen Ergebnisse könnten erklären, warum die Auflagerlinien von zwei nahegelegenen Gletschern, Pope und Smith, in einem einzigen Jahr zwei bis vier Kilometer zurückgegangen sind.

Diese Gezeiteninvasion "ist ein Phänomen, nach dem wir einfach nicht gesucht haben", sagt Dow. "Ich vermute, es ist sehr weit verbreitet." Scambos weist darauf hin, dass es wichtig sein wird, dieses neue Phänomen in Computersimulationen einzubeziehen, die zukünftige Eisverluste und den Anstieg des Meeresspiegels vorhersagen. "Ich bin wirklich gespannt, wie sich das auf die Rückzugsraten auswirken wird."