Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Geochemistry, Geophysics, Geosystems veröffentlicht wurde, enthüllt eine potenzielle „tickende Zeitbombe“ unter dem Westantarktischen Eisschild und gibt Anlass zur Sorge über die Zukunft des globalen Meeresspiegels. Die Forscher entdeckten über 100 Vulkane unter dem antarktischen Eis, die sich entlang eines aktiven vulkanischen Grabenbruchsystems befinden, das als Westantarktisches Riftsystem bekannt ist und seit dem Zeitalter der Dinosaurier aktiv ist.
Wissenschaftler haben davor gewarnt, dass der Klimawandel das Abschmelzen des antarktischen Eisschildes beschleunigt und dadurch das immense Gewicht des Eises – das wie ein Korken auf den Magmakammern sitzt – abnimmt. Dieser Druckabfall führt zu einer Ausdehnung des Magmas, das Druck auf die Wände der Vulkankammern ausübt und die Wahrscheinlichkeit von Eruptionen erhöht. Die Studie unterstreicht: „Der Eisschild schmilzt, wodurch sich das Magma ausdehnen und der Druck in den Vulkankammern erhöhen kann. Im Magma gelöstes Kohlendioxid und Wasser bilden zudem Gasblasen, die den Druck weiter erhöhen und schließlich zu Eruptionen führen.“
Forscher der Brown University führten über 4.000 Computersimulationen durch, um dieses Phänomen zu modellieren. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass die Prozesse, die zu Vulkanausbrüchen führen, durch das Oberflächenschmelzen um Jahrzehnte bis Jahrhunderte beschleunigt werden. In einem Szenario simulierte das Team das Abtragen einer 1.000 Meter dicken Eisschicht über einen Zeitraum von 300 Jahren – ein Tempo, das für die Westantarktis als moderat gilt – und stellte eine Zunahme der vulkanischen Aktivität und des Ausbruchsausmaßes fest.
Die Ausdehnung der Magmakammern unter dem dünner werdenden Eisschild verändert die Druckdynamik und beschleunigt Prozesse, die zu Eruptionen führen, da sich Gasblasen aus gelöstem Kohlendioxid und Wasser im Magma bilden. Dadurch entsteht eine gefährliche Rückkopplungsschleife: Wenn das Eis schmilzt, nimmt die vulkanische Aktivität zu, was wiederum das Abschmelzen des Eises beschleunigt.
Zwar würden verstärkte Ausbrüche dieser verborgenen Vulkane nicht unmittelbaren Schaden für menschliche Gemeinden bedeuten, da die Antarktis weitgehend unbewohnt ist, doch die indirekten Auswirkungen könnten katastrophal sein. Vulkanausbrüche setzen zusätzliche Wärme, Lava und Asche frei, die den Eisschild von unten und oben erwärmen und möglicherweise jährlich Millionen Kubikmeter Eis zum Schmelzen bringen. Diese beschleunigte Schmelze könnte zum Anstieg des globalen Meeresspiegels beitragen und Küstengemeinden weltweit bedrohen.
Aktuellen Schätzungen zufolge wird der Westantarktische Eisschild bis zum Jahr 2300 fast vollständig zusammenbrechen, sodass der Menschheit noch etwa 275 Jahre bleiben, um seine Zerstörung aufgrund zunehmender vulkanischer Aktivitäten zu begrenzen. Die Rückkopplungsschleife zwischen Schmelze und Vulkanismus könnte diese Zeitspanne jedoch verkürzen. Aufgrund der Langwierigkeit dieses Prozesses könnten seine Auswirkungen selbst dann andauern, wenn sich der vom Menschen verursachte Klimawandel verlangsamt – und vulkanische Aktivität möglicherweise für Jahrtausende beeinflussen.
Die möglichen Auswirkungen dieses Szenarios sind immens. Sollte der Westantarktische Eisschild vollständig zusammenbrechen, könnte der Meeresspiegel um etwa 58 Meter ansteigen und große Küstenstädte wie New York, Tokio und Shanghai überfluten. Dies würde sie unbewohnbar machen und könnte Milliarden von Menschen dazu zwingen, in sicherere Regionen auszuwandern.
Die Wissenschaftler haben Parallelen zwischen ihren Ergebnissen und historischen Daten aus den Anden in Südamerika gezogen. Forscher stellten dort einen Zusammenhang zwischen dem Abschmelzen des Patagonischen Eisschildes während des letzten glazialen Maximums und der erhöhten Aktivität von Vulkanen wie dem Calbuco und Puyehue-Cordón Caulle fest. Diese Belege unterstützen die Annahme, dass Eisschmelze die vulkanische Aktivität beeinflussen kann.
„Durch den Auftriebseffekt des schmelzenden Eises können sich Magmakammern tief im Inneren des Kontinents ausdehnen, wodurch sich der Druck verändert und Prozesse beschleunigt werden, die zu Eruptionen führen“, heißt es in der Studie.
Diese Situation führt zu einer Rückkopplung, die als Eis-Albedo-Rückkopplung bekannt sind, bei der eine reduzierte Eisdecke den Albedo-Effekt der Erde verringert, was zu einer weiteren Erwärmung der Atmosphäre führt und den Schmelzprozess verschlimmert. Diese Wechselwirkung zwischen schmelzendem Eis und vulkanischer Aktivität stellt eine komplexe Herausforderung dar, die die Auswirkungen des Klimawandels noch verschärfen könnte.
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