Antarktis: Langzeitstudie zeigt Bewegung der Aufsetzlinien

Die Antarktis speichert rund 90 Prozent des Eises der Erde. Viele stellen sie sich als starre, dauerhaft gefrorene Landschaft vor, die sich kaum verändert. Tatsächlich ist der Eisschild an seinen Rändern ständig in Bewegung: Er driftet, verschiebt sich und reagiert fortlaufend auf den Ozean, der ihn umgibt.

Eine neue Langzeitstudie liefert nun einen der bislang klarsten Einblicke in dieses Verhalten. Das Gesamtbild fällt dabei gemischt aus.

Über viele Jahrzehnte blieb ein grosser Teil der antarktischen Küstenlinie stabil. Gleichzeitig ziehen sich einzelne Regionen zurück – und genau diese Veränderungen könnten die künftige Entwicklung des globalen Meeresspiegels mitbestimmen.

Ein genauer Blick auf die Eiskante

Dort, wo die gewaltigen Gletscher auf das Meer treffen, findet ein entscheidender Übergang statt: Das Eis, das zuvor auf dem Felsuntergrund auflag, beginnt zu schwimmen. Die Trennlinie zwischen aufliegendem (geerdetem) und schwimmendem Eis heisst Aufsetzlinie.

Diese Aufsetzlinie ist wichtig, weil ein Zurückweichen ins Landesinnere bedeutet, dass die Gletscher nicht mehr am Untergrund „festhängen“ und schneller ins Meer rutschen. Dadurch wird der Eisschild anfälliger für einen Zusammenbruch.

Forschende haben nun nachverfolgt, wie sich diese Grenzen in den vergangenen drei Jahrzehnten verändert haben. Dafür wertete das Team Radar-Satellitenbilder aus dem Zeitraum 1992 bis 2025 aus und erstellte damit den bislang detailliertesten Datensatz zur Bewegung der Aufsetzlinien.

Die Auswertung zeigt: Mehr als 77 Prozent der antarktischen Küste blieben in dieser Zeit stabil. Grosse Schelfeise wie Ross, Filchner-Ronne und Amery wiesen an ihren Aufsetzlinien nur geringe Veränderungen auf.

Problemzonen rund um den Kontinent

Dass der Grossteil der Küste stabil ist, klingt zunächst beruhigend. Doch die übrigen Abschnitte zeichnen ein deutlich besorgniserregenderes Bild.

Die Forschenden fanden in mehreren empfindlichen Regionen klare Hinweise auf Rückzug. Dazu gehörten Teile der Westantarktis, Abschnitte der Ostantarktis sowie die Antarktische Halbinsel.

Die stärksten Veränderungen traten entlang der Amundsen-See-Küste in der Westantarktis auf. An einigen Orten verlagerte sich die Aufsetzlinie im Untersuchungszeitraum um bis zu 26 miles (42 Kilometer) landeinwärts.

Besonders ausgeprägte Verschiebungen zeigten Gletscher in der Nähe von East Getz, Smith, Thwaites und Pine Island.

In der Summe wuchsen die Werte schnell an: Zwischen 1996 und 2025 verlor die Antarktis etwa 4,942 square miles (12,800 square kilometers) an geerdetem Eis. Diese Fläche entspricht in etwa der Hälfte der Grösse Belgiens.

Warum warmes Wasser so entscheidend ist

Ein wesentlicher Treiber für das Zurückweichen von Gletschern liegt unter der Meeresoberfläche.

Warme Meeresströmungen, die als zirkumpolares Tiefenwasser bezeichnet werden, können unter schwimmende Schelfeise fliessen. Gelangt dieses Wasser bis an die Gletscher, schmilzt es das Eis von unten.

In manchen Regionen verschärft sich die Lage zusätzlich: Unter einigen Gletschern fällt der Untergrund in Richtung des Kontinentinneren ab. Sobald ein Rückzug einsetzt, kann er sich entlang dieses Gefälles weiter fortsetzen.

Ausserdem stellten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fest, dass die Aufsetzlinie nicht als scharfer, unbeweglicher Rand zu verstehen ist. Sie verhält sich eher wie eine wechselnde Zone. Gezeiten heben und senken schwimmendes Eis, und Wasser, das unter Gletscher strömt, verändert die Reibung und damit die Wechselwirkung zwischen Eis und Untergrund.

Aus diesem Grund konzentrierte sich die Studie darauf, ganze Aufsetzzonen zu kartieren, statt nur eine dünne Grenzlinie einzuzeichnen.

Antarktische Eisschilde aus dem All

Solche feinen Veränderungen über den gesamten Kontinent hinweg allein vom Boden aus zu beobachten, wäre nahezu unmöglich. Den entscheidenden Unterschied machten Satelliten.

Das Forschungsteam nutzte Radar-Instrumente verschiedener Erdbeobachtungssatelliten, darunter die Sentinel-1-Satelliten. Radar eignet sich für die Beobachtung der Antarktis besonders gut, weil die Signale Wolken durchdringen und auch während der Polarnacht Messungen ermöglichen.

Zum Einsatz kam dabei eine Methode namens differenzielle Interferometrie. Dafür werden Radarsignale desselben Ortes zu zwei oder mehr Zeitpunkten miteinander verglichen. So lassen sich sehr kleine Veränderungen an der Eisoberfläche nachweisen – bis hin zu Abweichungen im Bereich von Bruchteilen eines Zolls.

Hinweise aus den Bewegungen schwimmenden Eises

Von schwimmenden Schelfeisen ist zu erwarten, dass sie mit den Ozeangezeiten auf- und absteigen. Geerdetes Eis zeigt dieses Verhalten dagegen nicht, weil es am Felsuntergrund verankert ist.

Indem das Team die feinen Veränderungen der geerdeten Bereiche über die Zeit verfolgte, konnte es bestimmen, wo sich die Aufsetzzone befindet.

Für die Studie wurden Daten aus zahlreichen Missionen zusammengeführt. Neben Sentinel-1 analysierten die Forschenden Beobachtungen der europäischen ERS-Satelliten, Kanadas RADARSAT, Japans ALOS PALSAR, Italiens Cosmo-SkyMed, Deutschlands TerraSAR-X, Argentiniens SAOCOM-Satelliten sowie der ICEYE-Konstellation.

Was die Wissenschaftler sagen

„Diese Arbeit wäre ohne die bedingungslose Unterstützung internationaler Behörden, die uns Beobachtungen der Polarregionen zugänglich machen, nicht möglich gewesen“, sagte Eric Rignot von der University of California, Irvine.

„Da sich die Fähigkeiten der Satellitenbeobachtung weiter ausweiten, freuen wir uns darauf, noch mehr über die Dynamik dieser Systeme zu lernen, damit wir besser abschätzen können, wie sie den künftigen Meeresspiegelanstieg beeinflussen“, fügte er hinzu.

Auch die Europäische Weltraumorganisation nahm die Ergebnisse auf. Nuno Miranda, Missionsmanager für Sentinel-1 bei der ESA, hob die Bedeutung des über Jahrzehnte aufgebauten Datensatzes hervor, der durch die Kombination vieler Satellitenmissionen möglich wurde.

„Durch die Zusammenführung mehrerer Satellitenmissionen zu einem konsistenten Langzeitdatensatz haben die Forschenden einen Massstab für künftige Modellierungsarbeiten geschaffen“, sagte er.

Zukunft der antarktischen Eisschilde

Der antarktische Eisschild enthält genügend gefrorenes Wasser, um den globalen Meeresspiegel um viele Fuss anzuheben, falls er vollständig schmelzen würde.

Dieser Prozess würde sich über Jahrhunderte erstrecken, doch schon kleine Veränderungen heute helfen der Wissenschaft dabei zu verstehen, wohin sich das System entwickeln könnte.

Der neue Datensatz zur Bewegung der Aufsetzzonen liefert eine deutlich klarere Ausgangsbasis für kommende Untersuchungen. Er macht sichtbar, wo der Eisschild stabil bleibt – und wo er beginnt, Terrain zu verlieren.

Aus der Ferne wirkt die Antarktis ruhig und unbewegt. Doch unter dieser scheinbaren Stille passen sich die Ränder des Kontinents fortlaufend an den umgebenden Ozean an.

Die kontinuierliche Satellitenüberwachung verschafft Forschenden bislang die beste Möglichkeit, diese Veränderungen im laufenden Geschehen zu verfolgen.

Informationen von der Europäischen Weltraumorganisation.