Wissen: Wann das Eis kommt und geht

Die Eisdecke auf der Nordhalbkugel der Erde wächst und vergeht im Takt von etwa 100 000 Jahren. Einer internationalen Forschergruppe ist es nun gelungen, dieses Phänomen durch Modellrechnungen nachzuvollziehen. Neben regelmäßigen Schwankungen von Erdbahn und Erdachse spielt demnach auch die zögerliche Reaktion des Untergrunds auf die Last der Eisdecke eine entscheidende Rolle.

Indem der Erdmantel mitsamt der Erdkruste allmählich nachgebe, sinke auch die Eisdecke tiefer und damit in wärmere Luft, erläutert die Gruppe um Ayako Abe-Ouchi von der Universität Tokyo im Magazin „Nature“. Als Folge werde der Spielraum für den Fortbestand oder gar für weiteres Wachstum immer kleiner.

Seit dem Beginn des Eiszeitalters vor etwa 2,6 Millionen Jahren überziehen sich die nördlichen Breiten der Erde immer wieder allmählich mit Eis, das schließlich rasch wieder zurückweicht. Bereits in den 40er Jahren hatte ein serbischer Forscher einen astronomischen Hintergrund vermutet. Regelmäßige Schwankungen von Lage, Ellipsenform und Schiefstand von Erdbahn und Erdachse prägen demnach das Verhalten der Eisdecke, indem sie die Intensität und die Verteilung der Sonneneinstrahlung verändern. Eine umfassende Erklärung vermögen diese Milankovic-Zyklen aber nicht zu liefern. Beispielsweise setzte vor gut 20 000 Jahren der Rückzug der jüngsten Eisdecke ein, obwohl die eingestrahlte Sonnenenergie damals keine außergewöhnlich hohen Werte erreichte.

Abe-Ouchi und ihre Kollegen glauben nun, die wechselnde Empfindlichkeit der Eisdecke erklären zu können. Die Forschergruppe fütterte ein Modell einer großflächigen Eisdecke mit Daten aus einem globalen Klimamodell und konnte so das Wechselspiel verschiedenster Faktoren im Laufe der letzten 400 000 Jahre studieren. Selbst bei konstantem Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre zeigt sich demnach der 100 000-Jahre-Takt, dominiert durch das Verhalten der Eisdecke über Nordamerika. Dieser Takt bleibt aus, wenn der Untergrund im Modell nicht über realistische Zeiträume von mehreren tausend Jahren reagiert, sondern schlagartig nachgibt oder zurückfedert. In diesem Fall legt sich eine permanente Eisdecke über die Nordhalbkugel, die nur mäßig im Takt der Sonneneinstrahlung wächst und schrumpft.JKM