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Rubrik: Wissenschaft

10 Dinge, die du nicht über Eis wusstest

Mittwoch, 9. Oktober 2019, 16:12

Eis ist Wasser in seiner festen Form, aber es ist auch wichtig für unseren Planeten. Die Klimaforscher Anne Britt Sandø und Vidar Lien vom norwegischen Institue of Marine Research decken einige der Geheimnisse des Eises auf

Eisberg

Eisberge können viele Formen annehmen, Foto: © Andreas Wolden/Institue of Marine Research

1. Gefrorenes Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff
Warum gibt es Eis auf der Erde? „Weil die Temperaturen unter Null Grad Celsius sinken. Schließlich gibt es auf Merkur und Venus kein Eis", sagt Lien. „Und weil wir Wasser haben", fügt Sandø hinzu. „Es gibt Planeten und Monde mit Trockeneis, also gefrorenem Kohlendioxid. Und auf Triton, dem größten Mond des Neptuns, gefriert Stickstoff aufgrund von Temperaturen, die weit unter minus 200 Grad Celsius liegen. Auf der Erde befinden wir uns genau in dem Temperaturbereich, in dem wir Wasser in seinen festen, flüssigen und gasförmigen Formen haben", sagt Lien.

2. Zwei Arten von Eis auf der Erde
Es gibt zwei Arten von Eis auf der Erde: Das Landeis besteht aus Süßwasser, das Meereis aus Salzwasser. Im Inneren des Meereises wird das Salz zu Taschen mit sehr hohem Salzgehalt verdichtet. Irgendwann beginnen diese Taschen zu schmelzen, und die Sole bildet kleine Kanäle im Eis, bevor sie schließlich aus dem Eis fließt. Dadurch wird das Meereis frischer und frischer. Neues Meereis kann einen Salzgehalt von über zwei Prozent Salz aufweisen, während es im Meerwasser typischerweise 3-3,5 Prozent beträgt. „Der Salzgehalt des alten Meereises liegt bei weniger als einem Prozent", sagt Lien.

Vidar Lien und Anne Britt

Laut den Klimaforschern Vidar Lien und Anne Britt Sandø steigt das Meer heute durchschnittlich drei Millimeter pro Jahr. Vor 150 Jahren stieg er im Durchschnitt um 1,7 mm pro Jahr, Foto: © Anders Jakobsen/Institue of Marine Research

3. Salz beeinflusst die physikalischen Eigenschaften
Das Salz bewirkt, dass sich Meerwasser anders verhält als Süßwasser. „Als Faustregel gilt, dass Meerwasser in der Regel bei etwa minus 1,8 Grad Celsius gefriert, während die meisten Menschen wissen, dass Süßwasser bei null Grad gefriert", sagt Sandø. In der Antarktis gibt es jedoch Meerwasser bei minus 2,2 Grad unter dem Schelfeis, also den Teil des Eises, der ins Meer hinausragt. „Wo das Eis ins Meer reicht, befindet sich Meerwasser zwischen dem Eis und dem Meeresboden Hunderte von Metern unter dem Meeresspiegel. Durch den Druck gefriert das Wasser erst, wenn es kälter als minus zwei Grad Celsius ist", sagt Lien. Ein weiterer Unterschied zwischen Süß- und Meerwasser ist das Gewicht. Oder genauer gesagt, die Art und Weise, wie die Temperatur ihr Gewicht beeinflusst. „Während Süßwasser bei plus vier Grad Celsius am schwersten ist, wird Meerwasser beim Annähern an den Gefrierpunkt immer schwerer und schwerer. Während in einem See die Temperatur also vier Grad am Boden und null Grad an der Oberfläche betragen kann, ist das kälteste Meerwasser auf dem Meeresboden", sagt Lien.

Eis in der Antarktis

Die riesigen Eiskappen in der Antarktis geben den Forschern einen Einblick, wie das Klima vor Hunderten, Tausenden und Millionen von Jahren war, Foto: © Andreas Wolden/Institue of Marine Research

4. Das Eis an den Polen
Rund zehn Prozent der Landoberfläche und etwa sieben Prozent der Ozeane der Welt sind mit Eis bedeckt, sagen die Klimaforscher. Antarktis und Arktis sind, wenig überraschend, die eisreichsten Orte, aber sie sind nicht nur geographisch polare Gegensätze. „Die Antarktis ist ein großer Kontinent, der vom Meer umgeben ist, während die Arktis ein großer Ozean ist, der von Kontinenten umgeben ist", sagt Lien. Das bedeutet, dass der südlichste Kontinent der Welt über eine enorme Menge an Eis an Land und im Winter über Meereis verfügt. „Das Meereis breitet sich von der Küste aus und bedeckt schließlich riesige Gebiete. Über zehn Millionen Quadratkilometer Eis gefrieren im Winter und schmelzen im Sommer", sagt Lien. In der Arktis überlebt das Meereis oft den Sommer und wird vor dem Schmelzen einige Jahre alt. „Aber dieses mehrjährige Eis, wie wir es nennen, wird immer jünger. Und es wird immer dünner, und immer mehr davon schmilzt", sagt Sandø.

5. Das älteste Eis der Erde
Der südlichste Kontinent der Erde verfügt über eine zusätzliche Schicht „Isolierung", die ihn kalt hält. „Die Antarktis hat Meeresströmungen und Winde, die den Kontinent umkreisen, was bedeutet, dass sie ziemlich isoliert ist. Das hält kalt", sagt Lien. Dies ist einer der Gründe, warum das älteste Eis in der Antarktis zu finden ist. Hier befindet sich auch das dickste, sich am langsamsten bewegende Eis. „Das Eis, das man am Fuße des Eisschildes in der Antarktis findet, ist etwa eine Million Jahre alt. Der älteste Eiskern, der dort gewonnen wurde, ist 800.000 Jahre alt, während das älteste Eis in Grönland etwa 100.000 Jahre alt ist", sagt Lien.

6. Eis ist ein Fenster in die Vergangenheit
Das, was Gletscher und Eiskappen wachsen lässt, ist Schnee. Aber die Antarktis ist sehr trocken, mit wenig Schnee. „So wird dort der Spitze des Eisschildes nicht viel hinzugefügt, während Grönland mehr Schnee bekommt", sagt Lien. Klimawissenschaftler nutzen die tiefen Eisschilde der Antarktis und Grönlands, um das Klima der Vergangenheit zu verstehen. Durch Tiefbohrungen können sie Eis erreichen, das vor Hunderten, Tausenden und Millionen von Jahren als Schnee gefallen ist. Durch die Analyse dieses Eises können Wissenschaftler erfahren, wie das Klima damals war und wie es sich verändert hat.

7. Schneeball Erde
Im Laufe der Erdgeschichte gab es große Unterschiede im Klima – und in der Eismenge. „Vor einigen hundert Millionen Jahren gab es die so genannte ‚Schneeball-Erde', als der ganze Planet mit Eis bedeckt war. Also war es zu diesem Zeitpunkt kalt", sagt Lien. Der Planet hatte auch einige eisfreie Zeiten. „In diesen Zeiten war es so warm, dass die Eiskappen geschmolzen sind. Das hängt damit zusammen, dass die Antarktis nicht immer dort war, wo sie sich heute befindet", erklärt er. Die Antarktis lag früher weiter nördlich. „In diesen Zeiten war es so warm, dass das Meerwasser auch an den Polen nicht zufrieren konnte", sagt Lien.

Eisbären

Eisbären auf dem Meereis bei Svalbard, Foto: © Andreas Wolden/Institue of Marine Research

8. Eis: der Motor, der die Meeresströmungen antreibt
Eis hat einen großen Einfluss auf unser Klima, erklären die beiden Wissenschaftler. „Schmelzendes Eis bildet das schwere Wasser, das Teil des Motors ist, der die größten Meeresströmungen der Welt antreibt", sagt Lien. Meerwasser, das salzhaltiger und kälter ist, ist auch schwerer. Wenn kaltes, salziges Wasser aus dem Meereis in der Arktis gedrückt wird, sinkt es auf den Boden. Außerdem kühlt das salzige Wasser aus dem Golfstrom ab, wenn es die Arktis erreicht. Folglich sinkt sowohl das Wasser aus dem Golfstrom als auch das geschmolzene Eis auf den Meeresboden und kehrt in den Atlantik zurück. Dies wird als thermohaline Zirkulation bezeichnet.

9. Eis reflektiert 90 Prozent des Sonnenlichts
Eis spielt eine weitere wichtige Rolle im Klima, da es das Sonnenlicht reflektieren kann. „Wenn ich ein schwarzes T-Shirt trage, aborbiert es das gesamte Sonnenlicht und wird an einem warmen Sommertag unglaublich heiß und unbequem", sagt Lien. Ein weißes T-Shirt oder weißes Eis hingegen reflektieren den größten Teil der Wärme. Eis reflektiert 90 Prozent des Sonnenlichts, während das Meer nur zehn Prozent davon reflektiert. „Das bedeutet, dass sich die Ozeane im Sommer viel mehr erwärmen werden, wenn das Eis verschwindet", sagt Sandø. Im Winter wirkt das Eis wie eine Isolationsschicht, so dass die Ozeane nicht so viel Wärme verlieren. In der Arktis kann der Wärmeverlust ohne Eisschicht bei Temperaturen von minus 30 und bei stürmischem Wetter enorm sein.

Gletscher bei Ny-Ålesund

Gletscher bei Ny-Ålesund auf Svalbard, Foto: © Andreas Wolden/Institue of Marine Research

10. Das grönländische Eisschild beeinflusst die Schwerkraft der Erde
In Diskussionen über die globale Erwärmung wird oft erwähnt, dass der Meeresspiegel um sieben Meter steigen wird, wenn das Eis auf Grönland schmilzt. Dieser Meeresspiegelanstieg wird jedoch nicht gleichmäßig auf der ganzen Welt verteilt sein. Ironischerweise wird das Schmelzen des grönländischen Eisschildes zu einem weiteren Anstieg des Meeresspiegels in der südlichen Hemisphäre führen. „Das liegt daran, dass das Eis durch die Schwerkraft Wasser anzieht. So wie der Mond Wasser anzieht", sagt Sandø. Alle Massen üben eine Schwerkraft aus, aber das grönländische Eisschild ist ein so großer Teil der Erde, dass es einen spürbaren Beitrag leistet. Es zieht Meerwasser in Richtung Nordatlantik und Grönland. Wenn das Eis auf Grönland verschwindet, verschwindet auch diese Anziehungskraft. „Wenn also das Eis auf Grönland verschwindet, wird das Wasser auf der Nordhalbkugel nicht mehr so stark nach Grönland gezogen wie es heute. Im Prinzip wird das schmelzende Wasser von der anderen großen Gravitationskraft gezogen, die das Eis in der Antarktis ausübt, vorausgesetzt, es ist nicht geschmolzen", sagt Sandø. „Das Eis auf Grönland wird Tausende von Jahren brauchen, um mit der derzeitigen Geschwindigkeit zu schmelzen. In der Antarktis wird es noch länger brauchen, wenn das Eis dort überhaupt abschmilzt", sagt Lien.

Infos: https://www.hi.no.

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