Gletscherschmelze beeinflusst Rotationsachse der Erde | Polarjournal
Die geographischen Pole sind keine unveränderlich fixierten Punkte. Vielmehr verlagern sie sich je nach Massenverteilung auf der Erde. In den letzten 40 Jahren sind sie allerdings um erstaunliche vier Meter gewandert. Dafür machen Wissenschaftler in einer neuen Studie vor allem den Klimawandel verantwortlich. Foto: Dr. Michael Wenger

Der menschengemachte Klimawandel geht mit einer Vielzahl an großräumigen Veränderungen im Erdsystem einher. Chinesische Wissenschaftler haben in einer aktuellen Studie nun eine weitere tiefgreifende Auswirkung unseres jahrzehntelangen übermäßigen Ressourcenverbrauchs ermittelt. Sie fanden heraus, dass aufgrund der Gletscherschmelze so viel Masse umverteilt wird, dass diese einen Einfluss auf die Wanderung der geographischen Pole und somit die Erdachse hat.

Die geographischen Pole im Norden und Süden, die Austrittspunkte der unsichtbaren Rotationsachse der Erde, wandern natürlicherweise abhängig von der Massenverteilung und Bewegung der festen Erdbestandteile, der Atmosphäre und der Hydrosphäre. 

Mitte der 1990er Jahre kam es jedoch zu einer Umkehr und Beschleunigung der Polwanderung, die nicht mit den bekannten natürlichen Prozessen zu erklären war. In ihrer aktuellen Studie, die in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, beschreiben die Forscher, dass die Umverteilung von Wasser aufgrund des Verlusts von hunderten Milliarden Tonnen Eis pro Jahr, die Polwanderung von einer südlichen in eine östliche Richtung gelenkt hat. Zudem war die Geschwindigkeit der Verlagerung im Zeitraum von 1995 bis 2020 um das 17-fache höher als zwischen 1981 und 1995.

Am 1. Januar eines jeden Jahres errichten die Wissenschaftler der Amundsen-Scott-Südpolstation einen zeremoniellen Pfahl im Schnee, um den neu vermessenen Standort des geografischen Südpols zu markieren. Foto: Alan Light, Flickr

«Die schnellere Eisschmelze unter der globalen Erwärmung war die wahrscheinlichste Ursache für die Richtungsänderung der polaren Drift in den 1990er Jahren.»

Shanshan Deng, Hauptautorin der Studie und Forscherin am Institut für Geographische Wissenschaften und Naturressourcenforschung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Dass die Polverschiebung mit dem rasanten Verlust von Gletschern in Zusammenhang steht, konnte nach den starken Schmelzereignissen in den Jahren 2005 und 2012 anhand von Gravitationsdaten, die der GRACE-Satellit seit 2002 liefert, bereits nachgewiesen werden. In der aktuellen Studie, die bis in die 1990er Jahre zurückgeht, haben die Wissenschaftler einen Weg gefunden, noch weiter in die Vergangenheit zurückzuschauen. Hierzu berechneten sie den Gesamtverlust aus dem sogenannten terrestrischen Wasserspeicher, zu dem das gesamte ober- und unterirdische Wasser an Land inklusive Schnee, Gletschereis, Grundwasser, Oberflächenwasser und Wasser in Biomasse zählt.

Das Schmelzen der Gletscher in Alaska, Grönland, den südlichen Anden, der Antarktis, dem Kaukasus und dem Nahen Osten beschleunigte sich Mitte der 1990er Jahre und wurde zum Haupttreiber, der die Pole der Erde in eine plötzliche und schnelle Drift in Richtung 26°Ost mit einer Rate von 3,28 Millimetern pro Jahr trieb.
Die Farbintensität auf der Karte zeigt, wo Veränderungen des an Land gespeicherten Wassers (meist als Eis) den stärksten Einfluss auf die Bewegung der Pole von April 2004 bis Juni 2020 hatten. Die kleinen Grafiken zeigen die Veränderung der Gletschermasse (schwarz) und die berechnete Veränderung des Wassers an Land (blau) in den Regionen mit dem größten Einfluss. Grafik: Deng et al. 2021, Geophysical Research Letters/AGU

Nach ihren Berechnungen hat der Eisverlust der abschmelzenden Gletscher den größten Effekt auf die Polverschiebung. Es gibt jedoch noch einen weiteren Aspekt, der sehr wahrscheinlich dazu beiträgt: die nicht-nachhaltige Entnahme von Grundwasser für landwirtschaftliche Zwecke. Einmal an die Erdoberfläche befördert, gelangt der größte Anteil früher oder später in die Ozeane und seine Masse wird von einem begrenzten Reservoir über den gesamten Planeten verteilt. Laut einer Studie aus dem Jahr 2012 von Pokhrel et al. wurden über einen Zeitraum von etwa 50 Jahren 18 Billionen Tonnen Wasser aus Grundwasserspeichern entnommen, ohne dass diese wieder aufgefüllt wurden.

Die aktuelle Studie verdeutlicht einmal mehr, das Ausmaß der Auswirkungen menschlichen Handelns auf unseren Planeten. Vincent Humphrey, Klimawissenschaftler an der Universität Zürich, sagt: «Daran erkennt man, wie stark diese Massenveränderung ist – sie ist so groß, dass sie die Erdachse verändern kann.»
Einen spürbaren Einfluss auf das Leben auf der Erde wird die Wanderung der Erdachse, immerhin vier Meter seit 1980, allerdings nicht haben, wie Humphrey erklärt. Lediglich die Tageslänge könnte sich um ein paar Millisekunden verändern.

Julia Hager, PolarJournal

Link zur Studie: Deng S., Liu S., Mo X., Jiang L., Bauer-Gottwein P. Polar Drift in the 1990s Explained by Terrestrial Water Storage Changes. Geophysical Research Letters, Vol 48, Issue 7 (2021). https://doi.org/10.1029/2020GL092114

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