Meereis

Weißt Du, warum sich Pinguine und Eisbären in freier Wildbahn nie begegnen können? Weil die Eisbären in der Arktis leben und die Pinguine in der Antarktis. Eins haben die beiden Lebensräume aber gemeinsam: Eis – genauer gesagt Meereis. Das Meereis hat eine globale Bedeutung für den Klimawandel.

Meereis – Definition

Unsere Erde ist an manchen Stellen mit Eis bedeckt. Gefriert das Meerwasser, sprichst Du von Meereis.

Das Meereis bildet eine Grenzschicht zwischen der Atmosphäre – die gasförmige Hülle der Erde – und dem Meer. Das Meereis ist ein Teil der Kryosphäre – ein Teil des Klimasystems, in dem Wasser gefroren ist.

Globale Bedeutung von Meereis

Meereis kannst Du nicht nur in den Polargebieten finden, sondern auch außerhalb, wenn es kalt genug ist. Drei bis sieben Prozent der Erdoberfläche sind mit Meereis bedeckt. ²

Die Ausdehnung des Meereises unterliegt jahreszeitlichen Schwankungen. Daher ist Meereis einer der veränderbarsten und ausgedehntesten geophysikalischen Parameter.

Das Meereis verändert zusätzlich die Albedo.

Je mehr Eis vorhanden ist, desto mehr weiße Flächen gibt es und desto mehr Sonnenstrahlen werden wieder zurückgestrahlt. Wenn weniger Eis vorhanden ist, wird weniger Sonnenlicht reflektiert und die Erde erwärmt sich schneller.

Das Meereis ist also für das Klima von großer Bedeutung und dient zusätzlich als Lebensraum. Organismen, wie Mikroorganismen, Fische und Eisbären leben im oder auf dem Eis. Sie sind voneinander abhängig und Teil einer verletzlichen Nahrungskette. Fällt ein Glied aus, kann die komplette Kette zusammenbrechen.

Meereis – Entstehung

Doch wie genau entsteht Meereis?

Wie Du vielleicht weißt, gefriert Wasser bei 0 °C. Das Salz im Meerwasser beeinflusst allerdings diesen Gefrierpunkt. Je mehr Salzgehalt das Wasser hat, desto stärker sinkt der Gefrierpunkt.

Liegt die Temperatur also in der Antarktis bei -1,9 °C, bilden sich kleine Eiskristalle, die sich an der Wasseroberfläche ansammeln und zusammenfrieren. Nach und nach entsteht eine Eisdecke. Die Eisdecke wird an den Seiten größer, weil andere Eiskristalle festfrieren, das passiert auch unterhalb und oberhalb der Eisdecke – die Eisschicht wird also breiter und dicker.

Einjähriges Meereis kann eine Dicke von etwa 2 Metern erreichen. Mehrjähriges Eis – das älter als ein Jahr ist – kann mehr als 10 Meter dick werden. ³

Die Abbildung 1 zeigt Dir Meereis in der Antarktis:

Abbildung 1: Meereis in der Antarktis

Meereis – Antarktis

Die Antarktis befindet sich auf der Südhalbkugel. Die Polkappe der Antarktis bestehen aus Eis auf dem Festland, das durch Schneefall entstanden ist. Die antarktische Polkappe – daher auch das Eis dort – sind circa 43 Millionen Jahre alt. Das Meereis der Antarktis verändert sich allerdings monatlich und jährlich.

Vor circa 20.000 Jahren fand die letzte Kaltzeit statt. Zu dieser Zeit war das Meereis der Antarktis um 79 bis 100 Prozent weiter ausgedehnt als heute. Die ozeanische Zirkulation des antarktischen Zirkumpolarstroms und die Temperaturen im südlichen Ozean hatten eine andere Ausprägung.

Der antarktische Zirkumpolarstrom ist eine kalte, ringförmige Meeresströmung um die Antarktis im südlichen Ozean.

In der Kaltzeit war diese Meeresströmung um 5 bis 7° Breite Richtung Norden verschoben. Dadurch hatte im Sommer die Meeresoberfläche in der antarktischen Zone im Atlantischen Ozean unter 1 °C. Im Indischen und Pazifischen Ozean lag die Oberflächentemperatur unter 2 °C.

Im Vergleich zu heute lag die Oberflächentemperatur 3 bis 4 °C niedriger. Der Wassertransport war dadurch schneller und die atmosphärische Zirkulation, wie beispielsweise der Westwind, waren nach Norden verschoben.

Das Meereis blockierte außerdem den Austausch von Kohlenstoffdioxid zwischen der Atmosphäre und dem Meer. Forschende vermuten, dass dies der Grund für die Abnahme der Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre während der letzten Eiszeit war.

Ausdehnung Meereis – Antarktis

Die Ausdehnung des Meereises in der Antarktis sieht heute anders aus. Im September ist das Meereis am weitesten ausgedehnt und im Februar am wenigsten.

Die Fläche des Meereises in der Antarktis steigt in um etwa einen Prozent pro Jahrzehnt an. Die Schmelze des Meereises beginnt allerdings schon um den September herum. Das ist früher, als das Eis sonst immer geschmolzen ist. Klimatologen und Klimatologinnen gehen davon aus, dass das Meereis dünner gewesen ist und deshalb schneller geschmolzen ist.

Das Schmelzen führt zu einer Rückkopplung, denn wenn das Meereis geschmolzen ist, kommt die dunkle Meeresfläche hervor. Die dunkle Meeresoberfläche nimmt mehr Wärme von der Sonne auf, als eine helle Eisfläche. Das ist vergleichbar mit anderen dunklen Flächen. Vielleicht ist Dir das schon mal aufgefallen, als Du Dich mit einem schwarzen T-Shirt in die Sonne gesetzt hast.

Durch die Wärmeaufnahme steigen die Wassertemperaturen an und die Schmelze beschleunigt sich. Im Februar 2022 schrumpfte das Meereis dann auf die kleinste Ausdehnung seit 1978 zurück. ⁵

Meereis – Arktis

Anders sieht es mit dem Meereis in der Arktis aus. Die Arktis befindet sich auf der Nordhalbkugel. Hier nimmt die Meereisbedeckung immer mehr ab.

Schmelzendes Meereis

Wusstest Du, dass die Arktis schon einmal eisfrei war? Vor circa sechs bis 10 Millionen Jahren war die Arktis im Sommer eisfrei, weil dort Temperaturen zwischen 4 und 9 °C herrschten. ⁴

Das könnte vielleicht wieder passieren, denn durch den Klimawandel schrumpft das Meereis der Arktis seit Jahrzehnten. ⁶

Meereis – Klimawandel

Als Klimawandel bezeichnet man langfristige Veränderungen des Klimas auf der Erde. Bei dem Meereis handelt es sich um die Erwärmung der Erde.

Die kleinste Ausdehnung des Meereises in der Arktis war im Jahr 2012 mit 3,57 m². Im Jahr 2020 betrug das Meereis-Minimum 3,92 m². Vor 40 Jahren hatte das Meereis der Arktis allerdings noch eine Fläche von 7,05 m². ⁶

Weniger Meereis bedeutet eine niedrigere Albedo. Wird weniger Sonnenlicht reflektiert, erwärmt sich die Erde schneller. Dadurch schmilzt noch mehr Meereis und es gibt immer weniger weiße Flächen, die Sonnenlicht reflektieren. Ist die "Trennschicht" von Atmosphäre und Meer weggeschmolzen, findet vermehrt wieder Kohlenstoffdioxidaustausch statt.

Unsere Erde erwärmt sich also ohne das Meereis schneller und es wird dementsprechend auch viel mehr CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt. Mehr CO₂ in der Atmosphäre beschleunigt wiederum den sogenannten Treibhauseffekt.

Der menschengemachte Treibhauseffekt entsteht, weil die Atmosphäre eine Schutzhülle um die Erde bildet. Scheint die Sonne auf die Erde, wird ein Teil der Strahlen wieder zurück ins All reflektiert. Das CO₂ in der Atmosphäre kannst Du Dir wie ein Schild vorstellen: Die reflektierten Strahlen treffen auf dieses Schild und ein Teil der Strahlen wird nochmals reflektiert. Die Strahlen treffen dann wieder auf unsere Erde und erwärmen diese dadurch – wie ein Treibhaus.

Du kannst also sehen, dass das Klima auf der ganzen Welt durch das Meereis stark beeinflusst wird. Bei uns auf der Nordhalbkugel funktioniert die Arktis mit dem Polarjetsream wie eine Fernbedienung für das Wetter. Als Jetstream bezeichnet man einen starken, röhrenförmigen Windstrom, der als Starkwindband von West nach Ost weht.

Der Jetstream liegt zwischen 40° und 60° nördlicher beziehungsweise südlicher Breite und tritt das ganze Jahr über auf. Grund dafür sind das Aufeinandertreffen von kalter Polarluft und eher gemäßigten wärmeren Luftmassen. Die maximale Ausprägung des Jetstreams liegt im Winter, da dort die Temperaturunterschiede am höchsten sind.

Wird es wärmer, verlangsamt sich der Jet, weil der Temperaturunterschied zwischen den Luftmassen nicht mehr so groß ist. Die Folge davon sind lang anhaltende Wetterlagen.

Das einzige, was getan werden kann, ist weniger CO₂ in die Atmosphäre zu bringen. Forschende gehen davon aus, dass wir Menschen den Klimawandel noch aufhalten können.