Die Gletscher in Alaska und Island schmelzen schneller als gedacht. Satelliten haben den Eisverlust jahrelang unterschätzt. Der Grund dafür liegt tief im Erdinneren: Unter beiden Regionen ist der Erdmantel ungewöhnlich heiß und beinahe dünnflüssig. Dadurch hebt sich das Land rasch und „verschluckt” einen Teil des Schmelzsignals. Rechnet man diesen Effekt heraus, verlieren die Gletscher rund zehn Gigatonnen mehr Eis pro Jahr als bisher angenommen, was den Meeresspiegel zusätzlich um etwa 0,03 Millimeter pro Jahr in die Höhe treibt – ein Effekt, den niemand auf der Rechnung hatte.
Text: Dr. Ingo Sasgen, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung & Dr. Volker Klemann, GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
Die Gletscher in Alaska und Island verlieren deutlich mehr Eis, als Satellitenmessungen bislang vermuten ließen. Ursache ist ein oft übersehener Effekt: In beiden Regionen hebt sich der Untergrund sehr viel stärker als bisher angenommen. Diese rasche Landhebung überlagert das von Satelliten gemessene Schwerefeldsignal und verschleiert so einen Teil des tatsächlichen Eisverlusts. Werden die Prozesse im Erdinneren korrekt berücksichtigt, fällt die Eismassenbilanz beider Regionen um rund 10 Gigatonnen pro Jahr negativer aus – das erhöht den Gletscherbeitrag zum globalen Meeresspiegelanstieg um etwa vier Prozent. Das berichtet ein Forschungsteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts gemeinsam mit dem GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung, den Universitäten Bremen und Augsburg sowie der Universität Zürich jetzt in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment.
Seit 2002 vermessen die Satellitenmissionen GRACE und ihre Nachfolgerin GRACE-FO das Schwerefeld der ErdeDas Schwerefeld der Erde setzt sich aus der Erdanziehung (Gravitation) und der durch die Erdrotation verursachten, breitenabhängigen Zentrifugalbeschleunigung zusammen. Die Materie in und auf der Erde ist nicht gleichmäßig verteilt. Wasser, locker... mit höchster Präzision. Verlieren Gletscher an Masse, wird die Anziehungskraft über der Region schwächer – aus diesen winzigen Veränderungen lässt sich die Eismassenbilanz ganzer Gebirgsregionen ableiten. Umgekehrt reagiert die Erde auf das Gewicht der Gletscher wie eine moderne Schaummatratze: Wo Eis lastet, sinkt der Untergrund langsam ein; verschwindet es, hebt sich der Untergrund verzögert. Verursacht wird dies durch den zähen Rückstrom des verdrängten Gesteinsmaterials im Erdmantel. Fachleute sprechen von der glazial-isostatischen Anpassung, kurz GIA. Diese Landhebung muss vom Schweresignal abgezogen werden, um den Massenverlust zu quantifizieren.
Bislang galt diese Anpassung als langsamer Prozess, der über Jahrtausende abläuft und sich als ein kleines Hintergrundsignal einfach von den heutigen Eisverlusten abziehen lässt. „Genau diese Annahme bricht in Alaska und Island zusammen“, sagt Dr. Ingo Sasgen, Glaziologe am Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Leiter der Studie. „Unter beiden Regionen ist der obere Erdmantel außergewöhnlich heiß und dünnflüssig. Das Land hebt sich dort innerhalb von Jahren bis zu Jahrzehnten – also auf denselben Zeitskalen, auf denen die Gletscher heute schmelzen.“ Die Folge: Das nachströmende Mantelmaterial gleicht einen viel größeren Teil des Masseverlusts an der Oberfläche aus. Im Schwerefeldsignal der Satelliten erscheint der Gletscherschwund dadurch kleiner, als er tatsächlich ist.
Um diesen Effekt zu beziffern, musste das Team weit in die Vergangenheit zurückblicken – bis zur sogenannten Kleinen Eiszeit, in der die Gletscher beider Regionen ihre größte Ausdehnung der letzten Jahrhunderte erreichten. Dr. Anouk Vlug von der Universität Bremen rekonstruierte mit dem Open Global Glacier Model (OGGM) die Entwicklung von fast 28.000 Gletschern über das gesamte letzte Jahrtausend.
Wie der Untergrund auf diese Be- und Entlastung reagiert, berechnete Dr. Volker Klemann vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung in Potsdam mit dem Erdmodell VILMA für 33 unterschiedliche Erdstrukturen, wobei er die Zähigkeit des Erdmantels und die Dicke der Erdkruste variierte. „In den weichsten Modellen ist die Landhebung schon nach einigen Jahren fast ausgeglichen“, erklärt der Geophysiker. „Damit lässt sich das Signal des Erdinneren nicht mehr einfach vom heutigen Eisverlust abziehen. Genau diese gekoppelten Signale konnten wir nun erstmals quantifizieren.“
Mit den Modellergebnissen wertete das Team die GRACE/GRACE-FO-Daten der Jahre 2002 bis 2025 neu aus. Das Ergebnis: In Alaska verlieren die Gletscher rund 82 Gigatonnen Eis pro Jahr – etwa neun Prozent mehr, als herkömmliche Abschätzungen. In Island wächst der Eisverlust sogar um rund ein Drittel auf etwa 11 Gigatonnen pro Jahr. Allein der schnelle, mit dem heutigen Schmelzen gekoppelte Anteil der Landhebung verbirgt rund 7 Gigatonnen jährlichen Eisverlust in Alaska und 3 Gigatonnen in Island.
Der Vergleich mit unabhängigen Methoden stützt diese Zahlen. Prof. Michael Zemp von der Universität Zürich weist dabei auf die auffällige Lücke zwischen SatellitengravimetrieVerfahren zur Vermessung des Erdschwerefeldes mittels Satelliten. In den vergangenen 20 Jahren wurden verschiedene moderne Varianten realisiert: (1) Laufzeitmessungen zwischen hochfliegenden GPS-Satelliten und einem tieffliegenden Satelliten (high-lo... und Höhenmodell-Vergleichen in Alaska hin: Die Gravimetrie zeigte systematisch weniger Eisverlust als erwartet. Die schnelle Landhebung liefert nun eine physikalisch schlüssige Erklärung für einen Großteil dieser Diskrepanz. Bestätigt wird die Studie zudem durch GPS-Messungen der Landhebung, die genau jene niedrige Mantelzähigkeit stützen, die das Team aus seismischen Daten abgeleitet hatte.
Die Ergebnisse haben Bedeutung weit über die beiden Untersuchungsregionen hinaus. Alaska und Island tragen zusammen rund ein Viertel zum weltweiten Gletscherschwund bei – entsprechend wächst mit der Korrektur auch der berechnete Gletscherbeitrag zum globalen Meeresspiegelanstieg um etwa 0,03 Millimeter pro Jahr. Ähnliche Effekte erwarten die Forschenden überall dort, wo starker Eisverlust auf einen weichen Erdmantel trifft: in Patagonien, im Südosten Grönlands und in Teilen der Westantarktis. „Wenn wir den Meeresspiegelanstieg präzise bilanzieren wollen, dürfen wir die feste Erde nicht länger als starre Bühne behandeln“, betont Ingo Sasgen. „Sie spielt aktiv mit – und in manchen Regionen reagiert sie fast so schnell wie das Eis selbst. Künftige Schwerefeldmissionen wie MAGIC werden davon profitieren, wenn wir diese Kopplung von Anfang an in die Auswertung einbauen.“
Literaturhinweis
Ingo Sasgen, Sebastian Cruz Bacca, Volker Klemann, Anouk Vlug, Michael Zemp: Rapid rebound hides glacier mass loss from satellite observations in Alaska and Iceland. Communications Earth & Environment, 7:518 (2026). DOI: 10.1038/s43247-026-03738-y
Dieser Text wurde teilweise mit KI erstellt.