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Wandelt die Arktis auf dünnem Eis?

Wandelt die Arktis auf dünnem Eis?
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Dass die arktische Eisdecke im September ihr minimales Ausmaß erreicht, ist normal. Doch die Daten des Copernicus Climate Change Service (C3S) der EU zeigen, dass das Ausmaß letzten Monat erneut ungewöhnlich niedrig war. Im Vergleich zu den durchschnittlichen Septemberwerten von 1981 bis 2010 war das Nördliche Eismeer um 36 % weniger von Eis bedeckt.

Das Meereis erreichte 2012 und 2007 bereits Rekord-Minimumwerte und nahm pro Jahrzehnt zwischen 1979 und 2015 durchschnittlich um 13,4 % ab (Quelle: Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC). Die Daten vom C3S zeigen, dass die bedeckten Flächen nun selbst im Spätwinter – wenn normalerweise die größte Ausbreitung beobachtet wird – auf unterdurchschnittliche Ausbreitungen schrumpften.

Die Arktis erwärmt sich etwa doppelt so schnell wie der Rest des Planeten und die höheren Temperaturen führen bei dem Meereis zu einem Kreislauf aus Schmelzen und Verdünnen. Einem vor Kurzem veröffentlichten Bericht des IPCC zufolge, hat die Meereisfläche im Vergleich zu den 80er- und 90er-Jahren abgenommen – und zwar unabhängig von Standort, Monat und Jahreszeit. Der Bericht betont auch, dass es ein solches Abschmelzen des Meereises im September vermutlich seit 1000 Jahren nicht mehr gegeben und sich die Abschmelzsaison verlängert hat – das arktische Eis schmilzt nun früher und friert später. „Es wird noch lange Zeit Meereis im Winter geben, aber das Meereis im Sommer könnte in einigen Jahrzehnten verschwunden sein, wenn wir nicht bald etwas tun“, so Dr. Mark Serreze, Direktor des National Snow and Ice Data Center (NSIDC).

2018 berichtete der C3S, dass sich das grönländische Meereis zum ersten Mal seit 40 Jahren unerwarteterweise im Winter wegen warmer Luft in der Arktis geöffnet hätte. Präzise Vorhersagen und die Beobachtung der Meereisentwicklung in der Arktis sind wichtige Faktoren, um den Klimawandel zu verstehen. Der C3S hat seine Vorhersagen mithilfe von Modellen verbessert, die mit Echtzeitinformationen über Meer und Eis arbeiten, und bezieht seit 1979 erhobene Daten mit ein. Tagesaktuelle Daten, die Auskunft über Meereiskonzentration, seine Ausbreitung, Art und Dicke geben, sind für das Forschungspersonal unerlässlich, um die Wechselwirkungen zwischen Meer und Atmosphäre und den Einfluss von Meereis auf Meeresökosysteme und Schifffahrt zu verstehen.

Weiße Oberflächen reflektieren das Sonnenlicht sehr viel stärker als dunklere Flächen. So reflektiert das Meereis im Sommer etwa die Hälfte der Sonneneinstrahlung, die eisfreie Meeresoberfläche hingegen nur etwa 10 %. Daraus folgt, dass die Arktis im Sommer mehr Wärme absorbiert, wenn es kein Meereis gibt. Das Reflexionsvermögen (Albedo) ist laut dem C3S einer der Hauptgründe für die „Arktische Amplifikation“. „Es bedingt sich gegenseitig: Die höheren Temperaturen führen zum Verlust von Meereis und das wiederum führt zu höheren Temperaturen“, so Serreze. „Im Grunde ist die Arktis wie ein Kühlschrank, der dabei hilft, die Erdtemperatur niedrig zu halten, und wir verlieren diesen Kühlschrankeffekt. Die zurückgehende Meereisdecke beschleunigt die globale Erwärmung.“

Schmelzendes Meereis könnte auch gefährliches Methan freisetzen, das im arktischen Permafrost auf dem flachen Kontinentalschelf eingeschlossen ist. Früher waren die Küsten der Arktis selbst im Sommer von Meereis bedeckt, wodurch ihre Temperaturen unter dem Gefrierpunkt gehalten wurden, erklärt Prof. Peter Wadhams, Professor für Meeresphysik an der University of Cambridge. Doch in den letzten zehn Jahren hat sich das Wasser durch das sich zurückziehende Meereis bis zum Meeresboden erwärmt, wodurch der Unterwasser-Permafrost aufzutauen beginnt. Das eingeschlossene Methan könnte dadurch in die Atmosphäre gelangen. Prognosen zufolge würde bereits die Freisetzung von 8 % des eingeschlossenen Gases (etwa 50 Gt) dazu führen, dass sich die Temperaturen weltweit um 0,6 °C erhöhen, so Wadhams. „Das ist eine sehr ernsthafte Bedrohung für die Menschheit.“

Das dünner werdende Meereis beeinflusst auch die auf das Wasser treffende Lichtmenge, was wiederum Auswirkungen auf die biologischen Prozesse von Meereslebewesen wie Phytoplankton und Fischen hat. „Wir glauben, dass sich die Interaktionen in der Nahrungskette mit dem abnehmenden Eis stark verändern werden“, sagt Dr. Barbara Niehoff, stellvertretende Sektionsleiterin der Sektion Polare Biologische Ozeanographie am Alfred-Wegener-Institut. „Von Spitzenprädatoren und ihrer Beute bis hin zu Primärproduzenten (Phytoplankton) und Sekundärproduzenten (pflanzenfressendes Zooplankton).“

Meereis speichert auch winzige Plastikpartikel; oft sogar in weitaus höheren Konzentrationen als flüssiges Meerwasser. Das Schmelzen könnte dazu führen, dass wieder mehr Plastik in die Ozeane gelangt, so Chelsea Rochman, Assistenzprofessorin am biologischen Institut der University of Toronto. Eine aktuelle Studie ergab, dass Eisproben aus fünf arktischen Meerregionen bis zu 12.000 Mikroplastikpartikel pro Liter Eis enthielten. Mit dem Wasserfluss des Nordatlantiks und der europäischen Meere in die Arktis könnte innerhalb weniger Jahre immer mehr Plastikmüll seinen Weg dorthin finden, erklärt Dr. Jason Holt, Leiter für Ozeansystemmodelle am National Oceanography Centre.

Eine ab der Mitte des Jahrhunderts eisfreie Arktis – zumindest im Sommer – führt dazu, dass die Arktis als kurzer Schiffsweg zwischen Europa und Asien und für den Ressourcenabbau genutzt werden könnte. Aber gleichzeitig könnte dies empfindliche polare Ökosysteme stören und das wiederum könnte Auswirkungen auf das globale Klima haben, warnen Forschende.

Eine eisfreie Arktis könnte die aktuell 48 Tage dauernde Reise von Europa nach Ostasien um 10 bis 15 Tage verkürzen. Laut IPCC-Bericht hat sich der Schiffsverkehr bereits in den letzten 20 Jahren parallel zum Abschmelzen des Meereises verstärkt. Auch die Fahrt durch das Wintereis könnte leichter werden, da die Eisschichten dünner werden und somit einfacher zu durchbrechen sind – seit 1979 sind etwa 90 % des mehr als 5 Jahre alten Oberflächeneises verschwunden.

Ein stärkerer Verkehr durch empfindliche arktische Ökosysteme vergrößert auch die Sorge um Ölkatastrophen und Luftverschmutzung. Schweröl ist dabei die größte Gefahr, die von der Schifffahrt ausgeht, so der Arktische Rat, eine zwischenstaatliche Vereinigung arktischer Staaten. Durch die Verbrennung des schwefelreichen Restöls, wie sie von großen Schiffen betrieben wird, gelangen große Mengen von Schadstoffen in die Atmosphäre. Unter diesen Schadstoffen befinden sich das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid, aber auch Lachgas und Ruß, das zweitstärkste Treibhausgas. Schweröl hat außerdem eine hohe Dichte, wodurch betroffene Gebiete im Falle einer Ölkatastrophe nur sehr schwierig wieder zu reinigen sind. 2015 machte Schweröl etwa 57 % des Treibstoffs im arktischen Schiffsverkehr aus.

Der ausgestoßene Ruß entsteht durch unvollständige Verbrennung des Kraftstoffes und absorbiert sowohl in der Atmosphäre als auch, wenn es sich auf Schnee und Eis absetzt, eine große Strahlungsmenge. Studien zufolge kann Ruß in der Arktis einen 5-mal größeren Erwärmungseffekt haben als in mittleren Breiten. Verglichen mit den Werten von 2015 könnten Rußemissionen bis 2025 um 6,5 % steigen. Doch selbst, wenn nur einige wenige große Containerschiffe künftig durch die Arktis anstatt durch den Panama- oder Suezkanal fahren, könnten die Rußemissionen um 46 % steigen. Einige Reedereien, darunter auch die drittgrößte Containerschiff-Reederei der Welt, haben bereits bekanntgegeben, dass sie die Nordostpassage aus Umweltschutzgründen nicht nutzen werden.

Neue Schifffahrtsrouten würden auch Wildtierlebensräume gefährden. Dabei ist das tatsächliche Ausmaß des potenziellen Schadens noch ungewiss. Eine 2018 veröffentlichte Studie untersuchte sieben endemische Säugetierarten in der Arktis und ergab, dass mehr als die Hälfte der 80 Populationen von Schifffahrtsrouten negativ beeinflusst werden. Besonders empfindlich waren Narwale, eine Walart, die sich meist auf ein sehr begrenztes Habitat beschränkt, gefolgt von Belugas und Walrössern. Vielbefahrene Routen wie die durch die Beringsee oder durch die ostkanadische Arktis waren 3-mal empfindlicher gegenüber stärkerem Schiffsverkehr als abgelegenere Gebiete. Fachleute sagen, dass es in der Arktis nicht genügend Platz für eine friedliche Koexistenz von Schiffsverkehr und Wildtieren gibt – trotz des abschmelzenden Meereises. „Laut IPCC stehen die Veränderungen bei den Zyklen, der Verteilung und der Dicke des Meereises und Schnees im Zusammenhang mit Veränderungen bei der Verteilung, dem Geburtshöhlenbau, der Nahrungssuche und dem Überleben von Eisbären“, erklärt Melanie Lancaster, Senior Specialist für arktische Tierarten beim WWF Arctic Programme. „Wir brauchen bessere Standards und Praktiken für die arktische Schifffahrt.“

„Zeitnahe Vorhersagen für das Wetter und das Meereis in der Arktis können dabei helfen, die zunehmenden menschlichen Aktivitäten in der Region sicherer zu machen, sodass sowohl Unfälle als auch Naturkatastrophen hoffentlich vermieden werden können“, so Dr. Helge Goessling, Direktor für Meereis-Vorhersagen am Alfred-Wegener-Institut. „Zentren für operationelle Vorhersagen wie das EZMV bewegen sich mehr und mehr von den klassischen, atmosphärisch-zentrierten Modellen weg und hin zu nahtlosen Systemen, die auch dynamische Vorhersagen der jahreszeitlichen Eisbedingungen erlauben und sich bis zu einem Monat im Voraus als nützlich erwiesen haben, aber diesen Zeitraum müssen wir weiter ausdehnen.“

Der C3S entwickelt einen Global Shipping Service, der konkret vorhersagen soll, welchen Einfluss Klimaveränderungen auf die weltweiten Schifffahrtsrouten haben, darunter die Route durch die Arktis. „Das ist der erste Service, der der Branche einen Einblick gibt, wie das Klima Schifffahrtsrouten beeinflussen wird“, so Carlo Buontempo, C3S-Direktor. „Mehrere Unternehmen haben bereits ihr Interesse an dem Service bekundet, sobald dieser einsatzbereit ist.“ Der Service soll hochqualitative, jahreszeitenabhängige Daten über wichtige Klima- und Meeresbedingungen zur Verfügung stellen, die Einfluss auf die Routen haben und auch individuelle Modelle anbieten, die die Kosten spezifischer Reisen berechnen.

Der Service soll auch Vorhersagen zu den Kosten und der Befahrbarkeit von Schifffahrtsrouten in den nächsten 10 bis 100 Jahren beinhalten. Jedoch, so Buontempo, „führt die Öffnung der arktischen Route zu neuen ethischen Dilemmas über die Ausbeutung der Arktis. Höhere Frachtvolumen könnten höhere Emissionsmengen und höhere Umweltrisiken in einer Region bedeuten, die bisher relativ unberührt ist.“

„Es ist wichtig, dass sich der Rest der Welt für die Arktis stark macht und sich an die im Übereinkommen von Paris festgelegten Vereinbarungen zur Reduzierung von Treibhausgasen hält“, so Lancaster. „Aufgrund von fehlenden finanziellen und humanen Ressourcen, Organisationskapazitäten und fehlendem Wissen ist es für die arktischen Gemeinschaften schwierig, sich an diese raschen Umweltveränderungen anzupassen. Arktische Staaten müssen mit den Gemeinschaften zusammenarbeiten und ihnen bei der Anpassung helfen, insbesondere den Gemeinschaften an den Küsten und in den Permafrostgebieten.“

„Uns war schon lange klar, dass die schwerwiegendsten vom Klimawandel hervorgerufenen Veränderungen in der Arktis stattfinden würden“, so Serreze. „Wir sagen es nicht gern, aber wir haben es ja gleich gesagt.“

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