Schelfeise — Ross, Ronne und Filchner

Schelfeise sind schwimmende Eisplatten, in die Gletscher und Eisströme an der Küste der Antarktis übergehen. Die größten, das Ross- und das Filchner-Ronne-Schelfeis, sind jeweils knapp eine halbe Million Quadratkilometer groß. Sie bremsen das nachfließende Landeis. Zerfallen sie wie Larsen B 2002, fließen die Gletscher dahinter deutlich schneller ins Meer.

Schelfeise sind unscheinbar und doch entscheidend für die Frage, wie schnell die Antarktis Eis verliert. Diese Seite erklärt, wie sie funktionieren, welche die größten sind und welche schon zerbrochen sind.

Was ist ein Schelfeis?

Ein Schelfeis ist die schwimmende Verlängerung des Landeises über dem Meer. Wo Gletscher und Eisströme die Küste erreichen, verlieren sie den Kontakt zum Felsbett und schwimmen auf. Die Linie, an der das geschieht, heißt Aufsetzlinie. Von dort reicht das Schelfeis Dutzende bis Hunderte Kilometer aufs Meer hinaus.

Gespeist werden Schelfeise vor allem vom nachfließenden Gletschereis, hinzu kommt Schnee, der sich auf der Oberfläche ansammelt. Sie bestehen damit aus Süßwassereis und unterscheiden sich grundlegend vom Meereis, das aus gefrorenem Meerwasser entsteht und nur ein bis wenige Meter dick wird. Schelfeise sind dagegen etwa 50 bis 600 Meter dick, an manchen Stellen auch mehr.

Die Antarktis besitzt rund 15 große Schelfeisgebiete und viele kleinere, zusammen etwa 1,5 Millionen Quadratkilometer. Manche bestehen seit Tausenden von Jahren. An ihrer Front brechen regelmäßig Eisberge ab, oft als flache Tafeleisberge.

Warum wirken Schelfeise als Bremse?

Schelfeise stauen das Eis, das vom Kontinent nachfließt, und verlangsamen so seinen Abfluss ins Meer. Fachleute sprechen vom Stützeffekt oder englisch Buttressing. Er entsteht, weil die Eisplatten in Buchten eingeklemmt sind, an den Seiten an Felsküsten reiben oder auf unterseeischen Erhebungen aufliegen. Diese Aufliegepunkte nennt man Pinning Points.

Der Effekt lässt sich mit einem Korken in einer Flasche vergleichen. Solange er sitzt, bleibt der Inhalt weitgehend an seinem Platz. Wird das Schelfeis dünner oder bricht es weg, kann das Landeis dahinter schneller nachrutschen.

Weil das Schelfeis bereits schwimmt, hebt sein Abschmelzen den Meeresspiegel kaum direkt an. Entscheidend ist das Landeis dahinter. Fließt es schneller ins Meer, steigt der Meeresspiegel. Die australische Antarktisbehörde bezeichnet Schelfeise deshalb als den verwundbarsten Teil der antarktischen Kryosphäre: Sie stehen gleichzeitig mit der Atmosphäre und dem Ozean in Kontakt.

Wie groß ist das Ross-Schelfeis?

Das Ross-Schelfeis ist mit rund 500.000 Quadratkilometern das größte Schelfeis der Erde, etwa so groß wie Frankreich. Es ist rund 800 Kilometer breit und füllt den Süden des Rossmeers. Je nach Messung und Jahr werden Werte zwischen gut 500.000 und rund 520.000 Quadratkilometern angegeben.

Seine fast senkrechte Front zum Meer ist über 600 Kilometer lang und ragt 15 bis 50 Meter aus dem Wasser. Darunter liegen rund neun Zehntel des Eises verborgen. Im Süden ist es fast 750 Meter dick. Das Eis schiebt sich mit 1,5 bis 3 Metern pro Tag ins Meer.

Entdeckt hat es James Clark Ross am 28. Januar 1841. Jahrzehntelang hieß die Eiswand schlicht „The Barrier“, erst 1953 setzte sich der Name Ross-Schelfeis durch. Für die Expeditionen von Scott und Amundsen war das Schelfeis der Weg Richtung Südpol. Im März 2000 brach von ihm der größte je per Satellit vermessene Eisberg ab, B-15.

Was macht das Filchner-Ronne-Schelfeis besonders?

Das Filchner-Ronne-Schelfeis im Weddellmeer ist mit rund 430.000 Quadratkilometern das zweitgrößte der Antarktis. Die Berkner-Insel teilt es in den kleineren östlichen Filchner-Teil und den größeren westlichen Ronne-Teil. Das Eis ist bis zu rund 600 Meter dick, das Wasser darunter an der tiefsten Stelle etwa 1.400 Meter.

Den Filchner-Teil entdeckte 1912 die Deutsche Antarktische Expedition unter Wilhelm Filchner. Der Ronne-Teil ist nach Edith Ronne benannt, die an der Expedition ihres Mannes Finn Ronne teilnahm.

Von diesem Schelfeis stammen einige der bekanntesten Eisberge: A23a brach 1986 vom Filchner-Teil ab, A-76 im Mai 2021 mit rund 4.320 Quadratkilometern vom Ronne-Teil. Unter dem Schelfeis bildet sich kaltes, salzreiches Wasser, das in die Tiefsee absinkt und die Ozeanzirkulation antreibt.

Was geschah mit den Larsen-Schelfeisen?

An der Ostseite der Antarktischen Halbinsel sind zwei Teile des Larsen-Schelfeises vollständig zerfallen, ein dritter verlor 2017 einen Riesenblock.

Larsen A, 1995

Im Januar 1995 zerbrach Larsen A, rund 1.500 Quadratkilometer Eis gingen verloren.

Larsen B, 2002

Ab dem 31. Januar 2002 zerfielen innerhalb von 35 Tagen rund 3.250 Quadratkilometer des etwa 220 Meter dicken Larsen-B-Schelfeises. Eine so große Fläche hatte man nie zuvor so schnell zerbrechen sehen. Das Schelfeis war nach Schätzungen bis zu 12.000 Jahre alt. Als Ursache gelten wärmere Luft und wärmeres Meerwasser; Schmelzwassertümpel auf der Oberfläche drangen in Spalten ein und sprengten das Eis auf.

Die Folgen zeigten sich sofort: Die Gletscher dahinter beschleunigten. Der Crane-Gletscher floss im Februar 2003 mit 4,1 Metern pro Tag statt zuvor 1,7 Metern, einzelne Gletscher wurden später bis zu achtmal schneller. Ihre Oberfläche sank in sechs Monaten um bis zu 38 Meter.

Larsen C, 2017

Im Juli 2017 brach vom Larsen-C-Schelfeis der Eisberg A-68 mit rund 5.800 Quadratkilometern ab. Das verbleibende Schelfeis besteht weiter.

Warum war der Zerfall des Conger-Schelfeises 2022 ein Warnsignal?

Das Conger-Schelfeis war nach Einschätzung von Fachleuten das erste beobachtete Schelfeis der Ostantarktis, das vollständig zerfiel. Bis dahin hatten sich alle großen Zusammenbrüche in der Westantarktis und an der Halbinsel ereignet. Die rund 1.200 Quadratkilometer große Eisplatte lag an der Küste von Wilkesland, angelehnt an die Bowman-Insel.

Der Zerfall kam nicht aus dem Nichts. In den zwei Jahren zuvor hatte das Schelfeis bereits etwa 400 Quadratkilometer verloren. Am 5. und 7. März 2022 lösten zwei Abbrüche es von der Bowman-Insel, etwa eine Woche später, um den 15. März, war es auf Satellitenbildern verschwunden. Am 17. März meldete das U.S. National Ice Center in der Nähe den rund 550 Quadratkilometer großen Eisberg C-38.

Zeitgleich lag die Ostantarktis unter einer außergewöhnlichen Wärmewelle mit Temperaturen 30 bis 40 Grad über dem Normalwert, ausgelöst durch einen atmosphärischen Fluss aus mittleren Breiten. Welche Rekorde dabei fielen, beschreibt die Seite zum Klima der Antarktis. Spätere Analysen zeigen allerdings, dass jahrelanges Ausdünnen und Rissbildung den Zusammenbruch vorbereitet hatten. Das Conger-Schelfeis war klein, sein Ende gilt aber als Hinweis, dass auch die Ostantarktis nicht unverwundbar ist.

Wodurch verlieren Schelfeise Masse?

Den größten Teil ihrer Masse verlieren Schelfeise durch Schmelzen an der Unterseite, nicht durch das Abbrechen von Eisbergen. Eine Studie unter Leitung von Eric Rignot ergab 2013, dass dieses basale Schmelzen zwischen 2003 und 2008 rund 55 Prozent des gesamten Massenverlusts ausmachte. Die übrigen rund 45 Prozent entfielen auf das Kalben.

Besonders betroffen sind kleinere Schelfeise am südöstlichen Pazifiksektor, also an der Westantarktis. Sie machen nur etwa acht Prozent der Schelfeisfläche aus, lieferten aber 48 Prozent des Schmelzwassers. Dort dringt relativ warmes Tiefenwasser aus dem Südlichen Ozean bis unter das Eis vor.

Sorgenkind Thwaites

Am Thwaites-Gletscher wird das östliche Schelfeis von einem Unterwasserrücken gehalten. Satellitenbilder zeigten, dass es innerhalb von rund fünf Jahren von einer intakten Platte zu einem stark zerrissenen Gebilde wurde. Forschende warnten 2021, es könne binnen fünf bis zehn Jahren zerbrechen. Nach einer Fachstudie von 2022 würde sein Verlust allein den Eisverlust wohl nicht sprunghaft erhöhen, die Reaktion des Gletschers bleibt aber unsicher.

Häufig gestellte Fragen

Ist ein Schelfeis dasselbe wie Meereis?

Nein. Schelfeis ist Gletschereis vom Land, das aufs Meer hinausgeschoben wird und Hunderte Meter dick ist. Meereis entsteht aus gefrorenem Meerwasser und ist meist nur ein bis wenige Meter dick.

Kann man auf einem Schelfeis stehen?

Ja. Auf Schelfeisen stehen sogar Forschungsstationen, etwa die britische Station Halley auf dem Brunt-Schelfeis. Weil das Eis fließt und kalbt, müssen solche Stationen beweglich gebaut sein und werden bei Bedarf verlegt.

Was ist eine Aufsetzlinie?

Die Aufsetzlinie markiert die Stelle, an der Gletschereis vom Felsbett abhebt und zu schwimmen beginnt. Wandert sie landeinwärts, verliert der Gletscher Halt, was als Zeichen von Instabilität gilt.

Was unterscheidet ein Schelfeis von einer Gletscherzunge?

Ist die schwimmende Eisplatte schmaler als die Bucht, in der sie liegt, und ragt sie als einzelner Strom ins Meer, spricht man von einer Gletscherzunge. Schelfeise sind breiter und werden meist von mehreren Gletschern gespeist.

Gibt es Schelfeise auch in der Arktis?

Ja, aber nur wenige und viel kleinere, etwa vor der kanadischen Ellesmere-Insel. Viele davon sind in den vergangenen Jahrzehnten unter wärmeren Bedingungen auseinandergebrochen.

Ob Schelfeise in Zukunft häufiger zerfallen, hängt von der Erwärmung von Luft und Ozean ab. Die Zusammenhänge erklärt der Überblick zum Klimawandel in der Antarktis.

Quellen und weiterführende Informationen: Australian Antarctic Division: Ice shelves, NASA Earth Observatory: Collapse of the Larsen-B Ice Shelf, NSIDC: Ice shelves