Wie warmes Meerwasser aus den Tropen drei Jahre lang Schnee über die Ostantarktis brachte

Wenn von der Antarktis die Rede ist, folgt die Nachricht seit Jahren demselben Muster: Der Kontinent verliert Eis, und er verliert es schneller. Umso erklärungsbedürftiger ist ein Befund für die Jahre 2021 bis 2023, der in die Gegenrichtung zeigt. Er betrifft nicht den ganzen Kontinent, sondern einen einzelnen Sektor — und ausgerechnet einen, der in den älteren Bilanzen keineswegs durchgehend als Gewinner geführt wird.

Der Ausgangspunkt liegt im Westen. Westantarktika verliert massiv Eis, weil warmes Ozeanwasser die schwimmenden Schelfeisplatten von unten anschmilzt und die dahinterliegenden Gletscher dadurch schneller ins Meer fließen. Für den Zeitraum 1992 bis 2020 wird dieser anhaltende Verlust auf 82 Gigatonnen pro Jahr beziffert. Er ist seit Jahrzehnten die treibende Größe der antarktischen Bilanz.

Der Osten folgt einer anderen Logik. Dort hängt die Massenbilanz stark vom Schneefall ab, und der schwankt von Jahr zu Jahr erheblich. In den bisherigen Gesamtbilanzen erscheint Ostantarktika deshalb insgesamt als ausgeglichen bis leicht positiv, anders als der Westen.

Genau in diese Ausgangslage fällt der neue Befund. Von 2021 bis 2023 stieg die Oberflächenmassenbilanz über Queen Mary Land und Wilkes Land in der Ostantarktis stark an. Der Sektor legte um 470,3 Gigatonnen zu und stellte damit rund 68 Prozent des kontinentweiten Massenzuwachses. Die übrigen antarktischen Regionen blieben in dieser Zeit im Minus.

Bemerkenswert ist, wo dieser Zuwachs auftritt. Derselbe Bilanzüberblick, der Ostantarktika insgesamt als ausgeglichen führt, berichtet für Wilkes Land beschleunigten Eisfluss und Massenverlust. Der Sektor kehrte mit den Jahren 2021 bis 2023 einen zuvor ein Jahrzehnt andauernden Rückgang um.

Der Zuwachs im Osten schreibt also keine Erfolgsgeschichte fort, sondern unterbricht eine Verlustgeschichte — in einer Region, die bisher eher zu den unsicheren als zu den sicheren Teilen des Kontinents zählte. Offen ist an dieser Stelle zweierlei: ob der Zuwachs überhaupt belastbar gemessen ist — und falls ja, was ihn ausgelöst hat.

Wenn eine Untersuchung meldet, der Antarktische Eisschild habe für eine Weile an Masse zugelegt, ist die erste Frage keine physikalische, sondern eine handwerkliche: Steckt dahinter ein realer Vorgang auf dem Eis oder eine Eigenheit der Auswertung? Ein Befund, den nur eine Arbeitsgruppe auf nur einem Rechenweg sieht, trägt nicht weit. Die Prüfung beginnt deshalb dort, wo die Zahlen herkommen.

Erfasst wird ein solcher Zuwachs nicht am Eis selbst, sondern am Schwerefeld der Erde. Die Satellitenmissionen GRACE und ihre Nachfolgerin GRACE-FO registrieren, wie stark die Erde an ihrer Bahn zieht; nimmt irgendwo Masse zu oder ab, ändert sich dieser Zug messbar, und daraus lassen sich Massenänderungen ganzer Regionen zurückrechnen. Die Eismassenvariabilität des fraglichen Zeitraums wurde genau auf diesem Weg bestimmt, aus den Schwerefelddaten von GRACE und GRACE-FO. Über die Jahre 2003 bis 2024 zeigen diese Daten einen anhaltenden Massenverlust von rund 140,5 Gigatonnen pro Jahr. Unterbrochen wurde er zwischen Juli 2021 und April 2023: In diesen Monaten gewann der Eisschild rund 695 Gigatonnen gegenüber dem Stand vom Juli 2021.

Dass dieser Befund nicht an einer einzelnen Auswertung hängt, zeigt eine unabhängige Analyse derselben Missionsdaten. Sie deckt den Zeitraum April 2002 bis Januar 2025 ab und vergleicht fünf verschiedene Schwerefeldlösungen miteinander; alle fünf ergeben für die Gesamtantarktis einen negativen Massentrend. Zugleich finden sie eine große Massenansammlung in den ostantarktischen Becken 12 und 13. Datiert wird diese Ansammlung auf die Jahre 2021, 2022 und den Beginn von 2023 — genau das Zeitfenster, um das es geht.

Ein dritter Zugang setzt bei der Oberflächenmassenbilanz an. Der Klimazustandsbericht für das Jahr 2022 beziffert die jährliche Oberflächenmassenbilanz der Antarktis auf 15 bis 16 Prozent über dem Mittel der Jahre 1991 bis 2020. Das ist der höchste Wert seit dem Beginn zweier Reanalysereihen, die bis 1980 zurückreichen. Gemeint ist dabei die Zufuhr an der Oberfläche, vor allem durch Schneefall, nicht die Gesamtbilanz des Eisschilds, in die auch die Verluste am Rand eingehen.

Drei Zugänge also: eine Schwerefeldauswertung, eine zweite davon unabhängige und schließlich eine Bilanz aus ganz anderem Material. Sie zeigen in dieselbe Richtung und auf dasselbe Zeitfenster. Als Messbefund ist der Zuwachs damit belastbar — womit noch nichts darüber gesagt ist, was ihn ausgelöst hat.

Eine Zahl aus dem Schwerefeld klingt nach einem eindeutigen Ergebnis. Tatsächlich ist die Messung nur der erste Schritt: Was die Waage anzeigt, muss anschließend um alles bereinigt werden, was ebenfalls Masse verschiebt, aber mit dem heutigen Eis nichts zu tun hat. Genau dort — im Untergrund, nicht im Instrument — sitzt die größte Unsicherheit.

Der wichtigste Störfaktor trägt einen sperrigen Namen: glazial-isostatische Ausgleichsbewegung, kurz GIA. Gemeint ist eine Massenumverteilung im festen Erdkörper, die von den Eisveränderungen seit der letzten Vereisung herrührt. Ein Schwerefeldsatellit nimmt dieses langsame Nachwirken zusammen mit dem heutigen Eissignal auf und kann beides nicht trennen, weshalb der GIA-Anteil getrennt modelliert und aus den Gravimetriedaten entfernt werden muss. Erschwerend kommt hinzu, dass er von derselben Größenordnung ist wie das Signal der Eismassenbilanz, das man eigentlich sucht. Eine Auswertung der GRACE-Missionen kommt denn auch zu dem Schluss, dass der Fehler dieses Untergrundmodells die dominierende Fehlerquelle der Trendschätzung ist. Die Wahl der Auswertungsvariante fällt daneben kaum ins Gewicht.

In der Ostantarktis gilt das schlecht bestimmte GIA-Signal als eine von mehreren Ursachen dafür, dass die Region besonders schwer zu überwachen ist. Für den Zeitraum 1992 bis 2017 nennt eine frühere Arbeit dort einen Trend von 5 ± 46 Gigatonnen pro Jahr, was zeigt, dass diese Region mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Entsprechend fällt dieselbe Region in verschiedenen Datensätzen unterschiedlich aus: Der Massenzuwachs des ostantarktischen Eisschilds wird in der GRACE-Auswertung höher geschätzt als im IMBIE-Datensatz. In einem Vergleich der Messverfahren widersprechen sich die drei geodätischen Techniken dort sogar im Vorzeichen der Massenänderung. Abweichende Zahlen zwischen Datensätzen sind hier kein Skandal, sondern der Normalfall.

Die zweite offene Flanke liegt an der Oberfläche. An der Küste Antarktikas fällt Schnee nicht gleichmäßig, sondern in Schüben: Wenige starke Niederschlagsereignisse steuern rund 60 Prozent der jährlichen Schneemenge bei. Solche Ereignisse dauern zwischen zwölf Stunden und sieben Tagen. Dronning Maud Land ist einer der Küstensektoren, für die eine solche Unsicherheit besteht — die Jahresbilanz hängt dort an einzelnen Wetterlagen, nicht an einem gleichmäßigen Rieseln.

Und was gefallen ist, bleibt nicht zwangsläufig liegen. Winde lösen Schneepartikel von der Oberfläche des Eisschilds ab und tragen sie fort. Diese Schneeverfrachtung wirkt vor allem über die Umverteilung des Schnees und über verstärkte Sublimation auf die Massenbilanz. Wie häufig sie ist, zeigen Auswertungen des Satellitenlidars CALIPSO: Im Südwinter überschreitet die Häufigkeit solcher Ereignisse in den Küstengebieten der Ostantarktis 70 Prozent.

Die Waage selbst wiegt also durchaus verlässlich. Offen bleibt, wie viel der angezeigten Masse auf die Nachbewegung des Untergrunds entfällt — und wie viel von dem, was oben ankommt, der Wind gleich wieder abträgt.

Beobachtungen zeigen, was zur gleichen Zeit geschieht — sie zeigen nicht, was wovon kommt. Wer einen Mechanismus behaupten will, braucht deshalb einen zweiten Zeugen: ein Klimamodell, in dem sich die vermutete Ursache gezielt ein- und ausschalten lässt. Was in der Natur nur einmal und unwiederholbar abläuft, wird im Rechner zum Experiment.

Die Studie beschreitet diesen Weg ausdrücklich: Ihr Ergebnis beruht auf Beobachtungen und auf Modellexperimenten. Der Aufbau folgt dabei einem schlichten Prinzip. Ein Kontrolllauf simuliert die Atmosphäre unter klimatologisch gemittelten Meeresoberflächentemperaturen, also unter einem Ozean ohne besondere Ausschläge. Daneben stehen acht Sensitivitätsläufe, denen jeweils eine künstlich vorgegebene Temperaturanomalie aufgeprägt wird. Jeder dieser Läufe umfasst 40 Jahre, und als Antwort der Atmosphäre gilt die Differenz zwischen Sensitivitätslauf und Kontrolllauf. Was das Modell also zeigt, ist nicht das Wetter eines Jahres, sondern der systematische Unterschied, den eine einzige veränderte Stellschraube macht.

Entscheidend ist, dass nicht nur ein einziges Modell befragt wurde: Die Experimente liefen in zwei atmosphärischen Zirkulationsmodellen, ECHAM5 und CAM5. Das Schlüsselexperiment wurde mit CAM5 wiederholt und erzeugte dort ein ähnliches Nord-Süd-Dipolmuster der Zirkulation und einen ähnlichen Niederschlagszuwachs über der Ostantarktis wie zuvor ECHAM5. Damit gilt das Ergebnis als nicht modellabhängig — es hängt nicht an den Eigenheiten eines einzelnen Rechenprogramms. Auch die Vorarbeiten zum zugrunde liegenden Wellenmechanismus sind auf diesem Weg entstanden: Dort wurde die Zirkulationsantwort auf eine tropische Wärmequelle in einem eigens gerechneten linearen baroklinen Atmosphärenmodell nachgestellt, statt sie aus Messreihen zu erschließen.

Ein unbeschränkter Belegweg sind Modelle deshalb noch nicht. Globale Zirkulationsmodelle decken zwar den gesamten Planeten ab, arbeiten dafür aber oft mit grober Auflösung und enthalten meist keine eigenen Routinen, um vergletscherte Oberflächen genau abzubilden. In Zentralantarktika zeigen sie nach wie vor erhebliche Abweichungen bei der Oberflächenmassenbilanz und bei den Lufttemperaturen. Der Modellbeleg trägt also — aber er trägt nicht allein, und er trägt nicht überall gleich weit.

Ein ungewöhnlich lange erwärmtes Meeresgebiet in den Tropen auf der einen Seite, frisch gefallener Schnee auf dem ostantarktischen Eisschild auf der anderen. Dass das eine mit dem anderen zu tun hat, erschließt sich erst, wenn man die Kette Glied für Glied durchgeht: vom warmen Wasser über eine Welle in der Höhenströmung bis zu dem Feuchtestrom, der schließlich die Küste erreicht.

Am Anfang steht die Luft über dem Warmpool. Über besonders warmem Wasser steigt feuchte Luft auf; die dabei frei werdende Wärme stört die Strömung in der Höhe. Das Muster, das daraus entsteht, heißt Rossby-Wellenzug: eine Kette von Hoch- und Tiefdruckgebieten, die sich als großräumige, ortsfeste Welle durch die Atmosphäre fortpflanzt. Wie das abläuft, zeigt eine Modellrechnung für einen verwandten Fall im tropischen Atlantik. Dort hebt die Konvektion zunächst örtlich die Geopotentialhöhe, und diese anfängliche Störung beginnt, stationäre Rossby-Wellenzüge zu erzeugen, die sich nach Süden ausdehnen. Der Wellenzug läuft anschließend zonal um den Globus und konvergiert binnen zweier Wochen über dem Amundsen-Bellingshausen-Meer. Solche Wellen wandern bevorzugt zu jenem Pol hin, an dem die potenzielle Wirbelstärke groß ist.

Im antarktischen Fall geschieht genau das: Die Erwärmung des tropischen Warmpools regt einen polwärts wandernden Rossby-Wellenzug an, der eine Hochdruckanomalie über Ostantarktika hervorruft. Dieses Hoch ist kein flüchtiges Gebilde, sondern wird durch Rückkopplungen zwischen Wirbeln und mittlerer Strömung dynamisch verstärkt und aufrechterhalten. Es begünstigt Blockierungslagen über Ostantarktika und verstärkt dadurch Feuchtetransport und Niederschlag in Küstennähe. Die Zirkulation lenkt Feuchte aus subtropischen Quellregionen über atmosphärische Flüsse – schmale, wasserdampfreiche Luftbänder – zur Küste, wo sie als vermehrter Schneefall und als Massenzuwachs an der Oberfläche ankommt. Betroffen sind vor allem Queen Mary Land und Wilkes Land.

Woher das Wasser stammt, lässt sich in Modellen nachverfolgen, indem man den Wasserdampf einzelner Meeresregionen markiert. Der Nachschub stammt vor allem aus dem Indischen Ozean der mittleren Breiten. Im langjährigen Mittel steuern allein drei Regionen im mittleren südlichen Indischen Ozean zusammen rund 49 Prozent des Niederschlags dieser Küstenabschnitte bei.

Zwei naheliegende Erklärungen fallen damit weg. Entscheidend sind örtliche Gradienten der Meeresoberflächentemperatur im Warmpool und nicht eine breite, beckenweite Erwärmung der Tropen. Und der zusätzliche Niederschlag entstand durch den zirkulationsgetriebenen Ferntransport von Feuchte, nicht durch verstärkte Verdunstung vor Ort. Der Schnee, der in Ostantarktika liegen bleibt, ist also gewissermaßen tropischer Herkunft – geliefert von einer Welle, die weit entfernt angestoßen wurde.

Mehr Schnee auf dem Eisschild kann zweierlei bedeuten: eine vorübergehende Laune der atmosphärischen Zirkulation — oder die erwartete Folge einer wärmeren, feuchteren Atmosphäre. Eine Eiskernstudie aus dem Inneren Ostantarktikas kommt zur zweiten Deutung, und zwar für einen Zeitraum, der weit über wenige Jahre hinausreicht. Ihr Befund betrifft das Kontinentinnere und einen Zeitraum von Jahrhunderten, die Mehrjahres-Episode dagegen die Küstensektoren in den Jahren 2021 bis 2023.

Die Datengrundlage sind keine Satellitenmessungen, sondern Firnkerne, gebohrt nahe der Station Vostok in Zentral-Ostantarktika. Aus ihnen lässt sich die Schwankung der Oberflächenmassenbilanz über die vergangenen 2200 Jahre rekonstruieren. Über diesen Zeitraum findet die Studie einen Anstieg der Schneeakkumulation um 24 Prozent seit dem frühen 19. Jahrhundert, bestätigt durch Messreihen der vergangenen 52 Jahre. Der Mittelwert der Oberflächenmassenbilanz für 1970 bis 2021 ist nach Einschätzung der Autoren sehr wahrscheinlich beispiellos gegenüber der vorindustriellen Zeit. Und die Arbeit beziffert die Kopplung an die Temperatur: Das Wachstum der Oberflächenmassenbilanz geht mit steigender Lufttemperatur einher, mit einer Sensitivität von 11 ± 2 Prozent pro Grad Celsius. Das ist ein säkularer Trend, keine Episode von drei Jahren.

Dass beide Befunde nebeneinander bestehen können, hat mit der Geografie zu tun: Das Innere Ostantarktikas ist eine trockene, kalte Polarwüste, während auf der Westseite der Antarktischen Halbinsel extreme Schneemengen fallen. Entsprechend unterscheiden sich die mittleren Werte der Oberflächenmassenbilanz zwischen den Standorten um eine Größenordnung. Ein Befund aus dem Kontinentinneren lässt sich deshalb nicht ohne Weiteres auf die Küstensektoren übertragen, um die es bei der Mehrjahres-Episode geht.

Für den eigenen Sektor rechnet die Arbeit zur Mehrjahres-Episode allerdings vor, wie klein der erwärmungsgetriebene Anteil dort ausfällt. Das Ensemblemittel der CESM1-Simulationen, das die erzwungene Antwort auf anthropogene Antriebe abbildet, zeigt zwar einen nahezu linearen Anstieg des kumulierten antarktischen Niederschlags. Über Queen Mary Land und Wilkes Land — in der Arbeit als QW abgekürzt — stieg der erzwungene Niederschlag während des Ereignisses jedoch nur um 32,3 ± 2,4 Gigatonnen und damit um etwa 9 Prozent der beobachteten kumulierten Niederschlagsanomalie.

Die beiden Arbeiten müssen einander also nicht widersprechen: Sie messen an verschiedenen Orten, über verschiedene Zeiträume und mit verschiedenen Mitteln. Aufgelöst ist die Spannung damit trotzdem nicht, denn ob der lange Aufwärtstrend im Inneren und die kurze Episode an der Küste dieselbe Zukunft beschreiben, sagen sie nicht.

Wer die Befunde beider Messwege nebeneinanderlegt, sucht nach der einen Antwort: Hat sich der Trend gedreht? Die Auskunft, die das Material gibt, fällt nüchterner aus. Sie handelt von einer Unterbrechung, nicht von einer Wende, und sie lässt offen, wie lange diese Unterbrechung trägt.

Rechnerisch fiel die Bilanz der vergangenen Jahre bemerkenswert unauffällig aus. Die Netto-Massenbilanz der Antarktis lag zwischen 2021 und 2024 nahe null. Das heißt nicht, dass der Eisschild gewachsen wäre; es heißt, dass Zuwachs und Verlust einander für einige Jahre aufgewogen haben. Die Autoren der Studie ordnen den Massenzuwachs selbst als wahrscheinlich nur vorübergehend ein und sehen darin noch kein Anzeichen einer dauerhaften, durch die globale Erwärmung getriebenen Befeuchtung der Antarktis.

Der zweite Zeuge zeigt dasselbe im Kleinen. Becken 13 ist eines der ostantarktischen Becken mit negativem Trend. Dort folgte auf den Zuwachs zwischen 2022 und 2023 seit dem Höchststand 2023 wieder ein geschätzter Massenverlust, sodass unter dem Strich eine negative Bilanz stehen bleibt. Die Pause ist an dieser Stelle also bereits vorüber, während die Summe über den gesamten Zeitraum negativ bleibt.

Neu ist an dieser Lesart wenig. Dass die Zuwächse an der Oberfläche der Schneefallvariabilität folgen und in Jahren mit hoher Akkumulation den jüngsten Massenverlust sogar umkehren können, war in der Fachliteratur bereits vor der neuen Studie festgehalten. Ein Jahr mit viel Schnee ist in dieser Sicht kein Gegenbeweis gegen den Verlusttrend, sondern ein bekannter Ausschlag um ihn herum.

Ein Vorbehalt bleibt trotzdem. Für den indopazifischen Warmpool ist eine beschleunigte Erwärmung der Meeresoberfläche beobachtet worden. Der Anstieg fällt dort steiler aus als in anderen Ozeanen, und damit ist die Wärmequelle, die solche Episoden speist, selbst in Bewegung. Ob eine sich dauerhaft erwärmende Quelle derartige Phasen künftig seltener, häufiger oder anders hervorbringt, ist mit der Episoden-Deutung nicht beantwortet.

Als Einordnung bleibt deshalb wenig Spektakuläres. Die Jahre des Zuwachses waren real und sie waren messbar, aber sie erzählen von der Schwankung, nicht vom Trend. Wer daraus Entwarnung liest, überdehnt den Befund ebenso wie jemand, der die Pause einfach übergeht. Sie ist eine Episode im Verlust, und die Frage, wie lange dieser Verlust anhält, steht danach genauso offen wie davor.