Eine neue Studie unter Beteiligung der Universität Bonn zeigt, dass die Stabilität des antarktischen Küsteneises über Jahrtausende hinweg mit natürlichen Schwankungen der Sonnenaktivität synchron verläuft. Ein internationales Team hat Sediment-Bohrkerne aus dem Rossmeer analysiert und eine Methode entwickelt, die das Aufbrechen und die Ausbreitung des Festeises über 3700 Jahre rekonstruiert. Die Ergebnisse erschienen in Nature Communications.
Festeis haftet fest an der Küste oder Untiefen und unterscheidet sich von freiem Treibeis oder Packeis. Es beeinflusst biogeochemische Kreisläufe, das Leben antarktischer Arten wie Pinguine und dient in manchen Regionen als Landeplattform. Wird es wärmer, bricht es auf, schmilzt oder wird dünner; in kalten Phasen breitet es sich aus. Direkte Beobachtungen reichen nur wenige Jahrzehnte zurück. Um langfristige Muster zu erfassen, nutzten die Forscher laminierte Sedimentkerne aus dem Edisto-Zulauf im nördlichen Victoria Land.
Diese Kerne zeigen abwechselnd dunkle und helle Schichten. Dunkle Lagen entstehen beim Frühsommer-Aufbrechen des Festeises durch hohe Kieselalgenkonzentrationen im Meereis. Helle Schichten markieren längere eisfreie Perioden mit offener Wasseroberfläche und der Alge Corethron pennatum. Automatisierte Bildanalysen und weitere Organismendaten ermöglichten eine hochaufgelöste Rekonstruktion der Festeis-Variabilität.
Die Auswertung ergab zyklische Muster im Aufbrechen des Festeises mit Perioden von etwa 90 und 240 Jahren. Diese stimmen mit den bekannten Sonnenzyklen Gleißberg und Suess-de Vries überein. Die Studie beschreibt eine Kaskade: Schwankungen der Sonnenaktivität verändern zonale Winde über dem Südlichen Ozean, treiben den Rückzug des schützenden Packeises voran und setzen das Festeis lokalen Winden, Wellen und Erwärmung aus. Klimamodelle mit verstärkter solarer Strahlung bestätigen diesen Mechanismus: Erhöhte Sonneneinstrahlung erwärmt die Meeresoberfläche, reduziert isolierendes Packeis und verstärkt den Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre.
„Festeis ist ein fehlendes Puzzleteil in der Antarktis“, erklärt Hauptautor Tommaso Tesi vom CNR-Institut für Polarwissenschaften in Bologna. „Wir haben gezeigt, dass das Aufbrechen mit langfristigen Sonnenzyklen zusammenhängt.“ Michael Weber vom Institut für Geowissenschaften der Universität Bonn, der die Methode entwickelte, ergänzt: „Das bietet einen neuen Einblick, wie ferne Sonnenvariabilität große Veränderungen in antarktischer Atmosphäre und Ozean bewirkt.“
Die Technik erweitert Aufzeichnungen weit über Satellitendaten hinaus und hat Potenzial für breitere Anwendung, da laminierte Sedimente in der Antarktis häufig vorkommen. Sie hilft, natürliche von anthropogenen Einflüssen zu unterscheiden und die Dynamik des Küsteneises besser zu verstehen.
An der Studie waren das CNR-Institut für Polarwissenschaften (Italien), die Universität Bonn (Deutschland), die Universität Cambridge (Großbritannien), die Universität Plymouth (Großbritannien), die Universität Triest und die Universität Pisa (Italien) beteiligt. Finanziert wurde sie durch das Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRAS).
