Elf Billionen Tonnen seit den 1970er Jahren: Abnahme der Eisschilde hauptsächlich durch beschleunigte Gletscherbewe­gung

Der längste jemals zusammengestellte Satellitendatensatz zeigt, dass die Eisschilde in Grönland und der Antarktis seit den 1970er-Jahren etwa elf Billionen Tonnen Eis verloren haben, wodurch der globale Meeresspiegel allein durch diesen Beitrag um mehr als 3 Zentimeter angestiegen ist. Das meiste Eis ging verloren, weil Gletscher schneller ins Meer fließen – nicht weil es an der Oberfläche schmilzt. Elf Billionen Tonnen Eismassenverlust ergeben 11.000 km³ Schmelzwasser. Auf die Fläche Deutschlands verteilt (358.000 km²) ergäbe das eine Wasserschicht von 31 Metern Dicke. Auf die Fläche des Weltozeans verteilt (360 Millionen km²) ergibt sich ein Meeresspiegelanstieg von im Mittel 3,1 Zentimetern.

An der im Fachblatt „Scientific Data“ veröffentlichte Studie unter Leitautorschaft von Inès Otosaka (Northumbria University, Großbritannien) haben vier Wissenschaftler der TU Dresden mitgewirkt. Die Dresdener Beiträge bestehen zum einen in der Auswertung von Messungen der Eisoberflächenhöhen durch Altimetersatelliten. Zum anderen wurden Änderungen der Erdanziehungskraft, die von speziellen geodätischen Satellitenmissionen ermittelt werden, ausgewertet, um auf kontinentale Eismassenänderungen rückzuschließen. Weitere Autoren aus dem Team aus insgesamt 37 Institutionen trugen Ergebnisse zum Gletscherfließen, zum Schneefall, zum Oberflächenschmelzen und zu weiteren Einflussgrößen bei.

Das internationale Team von Polarforschern hat das bislang vollständigste Bild des Eisverlusts der Eisschilde in Grönland und der Antarktis erstellt. Das „Ice Sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise“ (IMBIE)-Team kombinierte dazu die Ergebnisse von 42 unabhängigen Satellitendatenanalysen, die sich auf 27 verschiedene Satellitenmissionen stützen. Mithilfe des Landsat-Archivs reichen die Daten für Grönland bis ins Jahr 1972, für die Antarktis bis ins Jahr 1979 zurück.

© Mirko Scheinert / TUD

Die Ergebnisse zeigen, dass die beiden Eisschilde zwischen 1979 und 2023 11 Billionen Tonnen Eis verloren haben, wodurch der globale Meeresspiegel um 3,1 Zentimeter angestiegen ist. Grönland trägt mit 1,8 Zentimetern den größeren Anteil bei, die Antarktis 1,3 Zentimeter. Bemerkenswert ist, dass 84 % des kombinierten Eisverlusts auf die Beschleunigung von Gletschern zurückzuführen ist, die mehr Eis in den Ozean befördern, während lediglich 16 % auf Oberflächenschmelze entfallen. Die polaren Eisschilde tragen heute etwa ein Viertel zum gesamten globalen Meeresspiegelanstieg bei.

Martin Horwath, Professor für Geodätische Erdsystemforschung an der TU Dresden, Mitautor und Mitglied im Leitungsausschuss (Executive Committee) der IMBIE-Studie, sagte: "Die hier aggregierten Zahlen sind das Ergebnis einer langen Entwicklung von Messsystemen und Auswerteexpertise. Sie vermitteln ein umfassendes Bild nicht nur über die Eismassenverluste, sondern auch die zugrundeliegenden Prozesse. Der Methodenvergleich macht gleichzeitig weiteren Forschungsbedarf deutlich, zum Beispiel für die Ostantarktis. Das ist ein Antrieb für laufende geodätische Forschungsprojekte an der TU Dresden.“

Die Ergebnisse zeigen, dass die Eisverluste seit den 1990er Jahren steil ansteigen. Grönland, das in den 1970er Jahren nahezu im Gleichgewicht war, verzeichnete einen Anstieg seiner Verlustrate von rund 60 Milliarden Tonnen pro Jahr in den 1980er Jahren auf jährlich 264 Milliarden Tonnen in den 2010er Jahren – einem Jahrzehnt, das durch wiederholt extreme sommerliche Schmelzereignisse geprägt war. Die Verlustrate der Antarktis stieg demnach von rund 48 Milliarden Tonnen pro Jahr in den 1980er Jahren auf 202 Milliarden Tonnen in den 2010er Jahren; sämtliche Nettoverluste gehen dabei auf beschleunigte Auslassgletscher, bedingt durch die Interaktion mit erwärmtem Ozeanwasser, zurück. Die Eisdynamik der Westantarktis, angeführt vom Pine-Island- und Thwaites-Gletscher, hat in jedem Jahrzehnt der Messreihe zugenommen.

Die jüngsten Jahre (2020–2023) brachten eine vorübergehende Verlangsamung der Eisverluste. Rekordschneefälle über der Ostantarktis haben einen Teil der Gletscherverluste des Kontinents andernorts ausgeglichen, während eine Reihe milderer Grönlandsommer die dortige Oberflächenschmelze in etwa halbierte. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betonen, dass es sich dabei um kurzfristige Schwankungen vor dem Hintergrund eines klaren langfristigen Trends handelt – nicht um eine Umkehr der Eisverluste.

Dr. Inès Otosaka (Northumbria University, Newcastle, Großbritannien), Leitautorin der Studie, sagte: „Indem wir bis in die 1970er Jahre zurückblicken, können wir nun sehen, wie sich die Eisschilde über ein halbes Jahrhundert hinweg verändert haben. Mehr als vier Fünftel des verlorenen Eises wurden von schneller fließenden Gletschern in den Ozean transportiert, anstatt an der Oberfläche zu schmelzen – was uns zeigt, dass der langfristige Trend durch die dynamische Reaktion der Eisschilde auf einen sich erwärmenden Ozean angetrieben wird.“

Die Ergebnisse unterstreichen auch die zentrale Rolle der Eisschilde für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg. Ihre Reaktion auf ein sich erwärmendes Klima ist die größte Unsicherheitsquelle in den Projektionen des Meeresspiegels. Ein kontinuierlicher, über ein halbes Jahrhundert reichender Datensatz darüber, wie sich die Eisschilde verhalten, ist daher wichtig, um die Risiken für die Hunderten Millionen Menschen vorherzusehen, die in tief liegenden Küstengebieten leben.

Weitere Informationen

Ein Medienpaket mit der Veröffentlichung, Filmen, Animationen und Fotografien ist verfügbar unter
https://imbie.org/news/.

Interaktives Datenportal der TU Dresden zu Eismassenänderungen der beiden Eisschilde aus Daten der Missionen GRACE und GRACE-Follow-On:
https://data1.geo.tu-dresden.de/ais_gmb/
https://data1.geo.tu-dresden.de/gis_gmb/

Original-Publikation:
Die Studie „Mass balance of the Greenland and Antarctic ice sheets from the 1970s to 2023“ („Massenbilanz des Grönländischen und des Antarktischen Eisschilds von den 1970er Jahren bis 2023“ des IMBIE-Teams wurde in der Fachzeitschrift Scientific Data veröffentlicht.
Link zur Publikationen: https://www.nature.com/articles/s41597-026-08088-0

Hinweise für Redaktionen

Die Studie ist ein Ergebnis des Ice Sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise (IMBIE), das von der ESA Climate Change Initiative, dem NASA Cryosphere Program und dem NERC UK Centre for Polar Observation and Modelling unterstützt wird.

Sie kombiniert 42 unabhängige Schätzungen – 23 für Grönland und 19 für die Antarktis – basierend auf Satellitenaltimetrie, Satellitengravimetrie und der Input-Output-Methode. Regionale Klimamodelle wurden verwendet, um Oberflächenprozesse von der Eisdynamik zu trennen. Die Daten stammen aus 27 Satellitenmissionen, darunter CryoSat-2 der ESA, die Sentinel-Satelliten der EU, ICESat-2 der NASA, die Missionen GRACE und GRACE-FO der NASA, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und des GFZ Helmholtz-Zentrums für Geoforschung sowie das frühe Landsat-Archiv.

360 Milliarden Tonnen Eis entsprechen etwa 1 Millimeter globalem mittlerrem Meeresspiegelanstieg. Zwischen 1979 und 2023 haben die Eisschilde zusammen 11 309 ± 565 Milliarden Tonnen verloren (31,4 ± 1,6 mm); die Antarktis verlor 4 780 ± 513 Milliarden Tonnen (13,3 ± 1,4 mm) und Grönland 6 215 ± 467 Milliarden Tonnen seit 1972. 84 % des kombinierten Verlusts sind auf die Eisdynamik zurückzuführen.

Der Datensatz erweitert die vorherige IMBIE-Bewertung (Otosaka et al., 2023), die einen kombinierten Beitrag von 21,0 ± 1,9 mm zum Meeresspiegelanstieg zwischen 1992 und 2020 berichtete.
 

Kontakt:
Prof. Martin Horwath
Technische Universität Dresden, Fakultät Umweltwissenschaften, Professur für Geodätische Erdsystemforschung

+49-351-46337582

Website der Professur für Geodätische Erdsystemforschung an der TU Dresden:
https://tu-dresden.de/bu/umwelt/geo/ipg/gef