Das „Letzte Eisgebiet“ verschwindet bereits

Im vergangenen Juli unternahm der Glaziologe Derek Mueller seine vierzehnte jährliche Suche, um Proben vom Milne Fjord zu sammeln, einer Forschungsstation am Küstenrand des „Last Ice Area“ – einer 400.000 Quadratmeilen großen Region nördlich von Grönland und dem kanadischen arktischen Archipel. Die Anlage liegt etwa 500 Meilen vom Nordpol entfernt, eingebettet zwischen gewaltigen Eisströmen. Die Landschaft ist reich an rauer Schönheit: Zwischen weißen Hügeln ruhen Schmelztümpel, unterstrichen von glitzerndem Eis. Im Kontrast zum leuchtend weißen Eis und dem dunklen, aufgewühlten Meer erstrahlt jeder Pool in seinem eigenen kristallblauen Licht.

Muellers Arbeit konzentrierte sich auf Milne Fjords einzigen bekannten Epishelf-See – ein mikrobiell reiches Ökosystem, das entsteht, wenn ein Schelfeis einen Damm bildet, der es einer dünnen Süßwasserschicht ermöglicht, über dem Meerwasser zu schwimmen, das mit dem offenen Ozean verbunden ist. Wie der Rest der Arktis sind sie vom Klimawandel bedroht. Aber für Milne Fjord gab es Grund zur Hoffnung: Jahrelang glaubten Wissenschaftler, dass dieses Gebiet, Heimat des ältesten und dicksten Eises der nördlichen Hemisphäre, die schlimmsten Auswirkungen der globalen Erwärmung überleben würde.

Aber als Mueller und sein Team sich ihrem alten Testgelände näherten, merkten sie, dass etwas nicht stimmte. Wo einst türkisfarbene Finger gewesen waren, war jetzt nur noch das leuchtende Weiß von Eis und die gespenstischen Überreste von Schmelzwasser.

Der Epishelf-See von Milne Fjord war so gut wie verschwunden.

„Es ist ein gemischter Sack der Gefühle“, sagte Müller. „Es gibt die wissenschaftliche Neugier, ein sich veränderndes System zu messen, aber gleichzeitig ist es ein Gefühl des großen Verlusts.“

Die Arktis ist der Erschöpfung nicht fremd und erwärmt sich mit einer Rate fast viermal schneller als der Rest des Planeten. Es ist allgemein bekannt, dass eisabhängige Lebensräume und die von ihnen abhängige Tierwelt weiter verschwinden werden, wenn Gletscher kalben und zusammenbrechen. Aber während ausgehungerte Eisbären, sich zurückziehendes Eis und uralte Viren dazu neigen, Schlagzeilen über das Auftauen der Arktis zu machen, versetzt das langsame, aber stetige Auftauen des letzten Eisgebiets die Wissenschaftler in eine neue Alarmstufe.

Sein Verschwinden läutet nicht nur eine unerwartete Warnglocke für den Klimawandel und den Kohlenstoffkreislauf ein, es bedeutet auch, dass möglicherweise nur noch wenig Zeit bleibt, um von den einzigartigen Ökosystemen der Arktis zu lernen – bevor sie verschwinden.

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Das letzte Eisgebiet war einst so gefroren und feindselig, dass es diejenigen behinderte, die versuchten, es zu durchqueren. Im Sommer 1875 der britische Entdecker Albert Hastings Markham schrieb des Milnefjords:

Ein bezaubernder Tag, obwohl die Temperatur weiterhin bei minus 30 Grad bleibt [C]. Die Blendung durch die Sonne war sehr bedrückend; der Schnee ähnelt stellenweise grobem Sand und erscheint kristallisierter als gewöhnlich. Einige der Gruppe, darunter Parr und ich, leiden an Schneeblindheit. Die Entfernung marschierte zehn Meilen … eine große Fläche von Hügeln, die in der Höhe von sechs Metern bis zu kleinen runden edlen Stücken variierten, über die wir stolpern und stürzen … Derzeit gibt es keine Chance herauszukommen, da der Eisbeutel zu dick ist.

Das Schelfeis war tatsächlich so schroff, dass das Team umkehren musste. Aber fast 148 Jahre später hat die Arktis wenig Ähnlichkeit mit dieser Beschreibung. Laut NASAschrumpft die Ausdehnung des sommerlichen Meereises – der Bereich, in dem Satellitensensoren zeigen, dass er zu mindestens 15 Prozent mit gefrorenem Wasser bedeckt ist – um mehr als 12 Prozent pro Jahrzehnt.

Satellitenbeobachtungen haben gezeigt, dass allein zwischen 1997 und 2017 die Region rund 31 Billionen Tonnen Eis verloren. Selbst wenn es uns gelingt, die globale Erwärmung auf das Ziel von 1,5 Grad C (2,7 Grad F) zu begrenzen, Eine kürzlich durchgeführte Studie sagte voraus, dass die Erde immer noch ein Viertel ihrer Gletschermasse verlieren würde.

Es gibt unzählige Gründe, warum sich die Arktis erwärmt so schnell (ein Phänomen, das Wissenschaftler oft als arktische Verstärkung bezeichnen), aber ein Hauptschuldiger ist die Meereisschmelze. Das Meereis der Arktis, normalerweise 3 bis 15 Fuß dick, gefriert im Winter und schmilzt jeden Sommer. Die weißen, schneebedeckten Blätter reflektieren ungefähr 85 Prozent der einfallenden Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum. Der offene Ozean, auf dem das Eis schwimmt, ist so dunkel, dass er 90 Prozent davon aufnimmt.

Als die der Region Meereis schmilzt, erzeugen die solaren Absorptionsraten eine positive Rückkopplungsschleife: Je wärmer der Ozean, desto weniger Eis. Je weniger Eis, desto mehr Wärme wird aufgenommen. Je mehr Hitze, desto wärmer das Meer.

Selbst unter Berücksichtigung dieses Zyklus sagten die meisten Klimamodelle voraus, dass das letzte Eisgebiet relativ gefroren bleiben und als saisonale Hochburg für eisabhängige Tiere fungieren würde. Im Sommer fließt Eis aus kontinentalen Schelfeis in der Nähe von Sibirien neigen dazu, sich in der Gegend anzuhäufen und gefrorene Grate von mehr als 30 Fuß Höhe zu bilden.

Aber es scheint, dass das dicke Eis des Milne Fjords nicht ausreicht, um ihn vor dem derzeitigen Tempo der Erwärmung zu schützen. „Die schmelzenden Gletscher bringen Süßwasser nach unten und bringen Wärme in den Fjord und den Epishelf-See“, sagte Mueller. „Ein schwächeres Eis im Fjord würde bedeuten, dass der Gletscher schneller vordringen, schneller ausdünnen und schneller aufbrechen könnte. ”

Während es noch zu früh ist, um die genaue Ursache für das Verschwinden des Epishelf-Sees im Milne Fjord zu bestimmen, glaubt Mueller, dass die Entwässerung dem Auseinanderbrechen des Milne-Schelfeises vor zwei Jahren zugeschrieben werden könnte. Im Jahr 2002 beobachteten Wissenschaftler ein ähnliches Phänomen, als das Ward-Hunt-Schelfeis abbrach und der Disraeli Djord Epishelf Lake abfloss.

„Wir sehen wirklich den letzten Todestrakt dieser Epishelf-Seen“, sagte er. „Soweit wir wissen, gibt es in Kanada keine anderen.“

Es sind nicht nur Epishelf-Seen, die verschwinden aus dem hohen Norden. Forscher beziehen sich manchmal auf arktische Seen als „Wächter,“ aufgrund ihrer schnellen Reaktion auf sich ändernde Bedingungen. „Seen reagieren empfindlicher auf den Klimawandel als andere Ökosysteme“, sagte die Umweltmikrobiologin Mary Thaler, die sich gezwungen sah, die Ökosysteme der Arktis zu untersuchen, da sie möglicherweise nur noch eine begrenzte Lebensdauer haben. „Sie sind wie die Warnglocke, die ertönt, die ersten, die getroffen werden, und wir sehen, wie sie sich völlig verwandeln.“

Entsprechend eine Studie aus dem Jahr 2022, Seen machen fast 40 Prozent des arktischen Tieflandes aus, den größten Oberflächenwasseranteil aller terrestrischen Biome. Sie bieten nicht nur einen wichtigen Lebensraum für die hocharktische Tierwelt, Meeresarten und Zugvögel, sondern sind auch eine wichtige Süßwasserquelle für indigene Gemeinschaften wie die Komi und Nenzen.

Das schnelle Verschwinden dieser lebenswichtigen Gewässer hat einige Forscher überrascht. Wissenschaftler sagten einst voraus, dass der Klimawandel sie zunächst über die Tundra ausdehnen würde. Obwohl sie wussten, dass es irgendwann zu einer Entwässerung kommen könnte, wurde dies erst in ein paar hundert Jahren erwartet. Aber es scheint, dass das Auftauen des darunter liegenden Permafrostbodens, der gefrorenen Mischung aus Boden und organischer Substanz, die den hohen Norden bedeckt, dem Expansionseffekt entgegenwirkt.

Permafrost ist eine wichtige Form der Langzeitspeicherung von Kohlenstoff – er enthält fast doppelt so viel wie derzeit in der Atmosphäre vorkommt. Aber diese Fähigkeit hängt davon ab, ob der Permafrost gefroren bleibt. Wenn der Boden auftaut, können sich darin begrabene Pflanzen oder Tiere wieder zersetzen und Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen. Permafrost, insbesondere die Schichten unter arktischen Seen, können auch besonders viele gefrorene Mikroben enthalten, die die Freisetzung von Gasen erleichtern. Während einige Wissenschaftler Bedenken über die geäußert haben Wiederausbruch prähistorischer Krankheiten und Krankheitserreger sagen die meisten Forscher, dass die eigentliche Sorge mit Klimarückkopplungsschleifen zu tun hat.

„Der wichtige Teil ist, dass es sich um ein sehr großes Kohlenstoffreservoir handelt, von dem wir nicht wollen, dass es in die Atmosphäre gelangt“, sagte die Arktisökologin Elizabeth Webb.

Webbs Forschung hat sich weitgehend darauf konzentriert, warum arktische Seen viel schneller als erwartet verschwinden. Sie fand heraus, dass die Abnahme des Oberflächenwassers in den letzten 20 Jahren mit zwei unterschiedlichen Klimavariablen korreliert war. Die erste, nicht überraschend, sind steigende Temperaturen. Der zweite und weitaus rätselhaftere Faktor für die Forscher ist die klimabedingte Zunahme der Niederschläge.

Es mag widersprüchlich erscheinen, dass mehr Regen zu weniger Seen führen könnte. „Wir dachten, warum in welcher Welt macht das Sinn?“ sagte Webb. Da der Herbstregen aber wärmer ist als der gefrorene Boden, bringt er jede Menge Hitze in den darunter liegenden Permafrost. Diese Wärme kann unterirdische Kanäle öffnen, die Oberflächenwasser ableiten.

„Dieses Austrocknen der Seen war zu erwarten“, sagt Webb, „aber es passiert Weg früher als von den Modellen projiziert.“

Aber die Zeit ist kurz, um herauszufinden, was das alles für die Arktis und darüber hinaus bedeutet. Forscher in der Region verloren aufgrund der COVID-19-Pandemie zwei Jahre Feldarbeit, und viele Projekte wurden durch den Rückstand bei Vorschlägen für die Finanzierung von Expeditionen weiter verzögert. Sogar das unvorhersehbare arktische Wetter kann sich gegen Wissenschaftler wenden, da bestimmte Expeditionen einen klaren Himmel erfordern, damit Hubschrauber Wissenschaftler zu wichtigen Probennahmestellen bringen können. Mueller erinnert sich an eine Expedition, bei der Nebel und Regen die Ankunft seines Teams um 10 Tage verzögerten.

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Für diejenigen, die das Glück hatten, Proben aus den verschwindenden Ökosystemen der Arktis beschafft zu haben, haben diese Materialien eine neue Bedeutung erlangt.

In Quebec City analysiert Thaler kleine Mengen Süßwasser, die 2016 während einer Exkursion zum Epishelf-See von Milne Fjord entnommen wurden. Den See gibt es nicht mehr, aber die Proben strotzen vor Leben. Thaler durchläuft jeden einzelnen und fängt Bakterien, Viren und andere mikrobielle DNA in Filtern ein.

„Wir hatten uns andere Teile des Ökosystems des Milne Epishelf Lake angesehen, aber nie die Viren“, sagte sie. „Weil es so dunkel, kalt und nährstoffarm ist, besteht das meiste im See aus winzigen mikroskopischen Lebewesen – also können Viren große Unterschiede in der Frage machen, welche Arten gedeihen werden.

Thaler und ihr Team fanden heraus, dass der See in Bezug auf Viren 25 Prozent häufiger und vielfältiger war als die darunter liegende Meeresschicht.

„Alles, was in Bezug auf Photosynthese, Atmung und Freisetzung von Kohlenstoff vor sich geht, wird tatsächlich von dieser mikroskopisch kleinen Gemeinschaft angetrieben“, sagte sie. „Wir wollten wissen, gibt es Arten oder genetische Codes oder verschiedene Merkmale, die nur in diesem einen See zu finden sind? Jetzt ist alles, was daran einzigartig oder besonders war, für immer verloren.“

Ähnlich wie die Tagebucheinträge von 1875 bieten die Proben des Sees einen Einblick in die Ökosysteme der Vergangenheit – eine historische Momentaufnahme einer vergangenen Welt. Mueller seinerseits denkt mit Besorgnis und Dringlichkeit – aber auch Hoffnung – an seine Arbeit bei Milne Fjord zurück.

„Es ist eine Umgebung, die atemberaubend schön und ziemlich einzigartig ist. Es wäre schön, es vollständig zu charakterisieren und zu verstehen, bevor es für immer verloren ist“, sagte er. „Für all das gibt es keine lokale Lösung – es ist ein globales Problem, also brauchen wir globale Veränderungen, um es anzugehen.“

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