Menschen klettern auf den Franz-Josef-Gletscher, Neuseeland. (Jackman Chiu/Unsplash) Anfang dieses Monats haben wir die letzte jährliche Schneegrenzenmessung am Ende des Sommers über der Südinsel Neuseelands (Te Waipounamu) abgeschlossen und einen Überblick über die Entwicklung der Gletscher im vergangenen Jahr aus der Vogelperspektive gegeben.
Diese Sammlung von Luftbildern trägt zu einer unwiderlegbaren und dramatischen Perspektive von fast einem halben Jahrhundert bei Auswirkungen des Klimawandels über Neuseelands gefrorene Landschaften.
Um es ganz klar auszudrücken: Neuseelands Gletscher sehen ausgemergelt aus. Eine weitere Hitzewelle im Meer in der Tasmanischen See setzte ein landesweit das heißeste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen Ende 2021 die Südalpen in Wärme tauchen. Dieses Muster setzte sich bis in den Sommer 2022 auf der Südhalbkugel fort.
Während Neuseelands Gletscher weiterhin der Hitze ausgesetzt sind und schrumpfen, wird Grundgestein freigelegt, das seit Ewigkeiten kein Tageslicht mehr gesehen hat. Mit Schmelzwasser gefüllte Becken beginnen sich in der Landschaft zu vermehren. In vielen Fällen markiert ein Ring aus Erde und Fels rund um einige der größten Seen Neuseelands die Stelle, an der einst das Eis anlangte.
Unsere aktuelle Forschung erforscht diese freigelegten Felsrücken, um die Klimageschichte Neuseelands zurückzuverfolgen.
Fingerabdrücke der Veränderung in der Landschaft
Als Grate werden die rückenartigen Felshügel bezeichnet, die zurückweichende Gletscher hinterlassen Moränen . Direkt vor einigen der größten Gletscher der Südalpen umgeben frische Moränen türkisfarbene Seen, in die Eis kalbt. Diese Szene lässt keinen Raum für die Leugnung des raschen Rückzugs des Eises aus der Alpenlandschaft.
Flussabwärts schlingen sich ausgedehntere Moränen wie Bänder um riesige Seebecken, die am Rande der Südalpen liegen. Einige dieser Landformen erstrecken sich über Meilen und sie verdeutlichen, dass das Eis in der Vergangenheit viel ausgedehnter war.
Die Seen Mueller, Hooker und Tasman sind von Moränen umgeben und liegen im Mt. Cook Nationalpark. (Andrew Lorrey, CC BY-SA)
Wir wissen, dass die Prozesse, die diese Moränen bildeten, denen ähnelten, die wir heute beobachten. Aber wie alt sind sie? Was geschah mit dem massiven Eis, das einst dort war, und warum zog es sich zurück?
Ein neuer Mechanismus, der eine schnelle Verschiebung am Ende der letzten Eiszeit erklärt – der sogenannte Zealandia Switch – basiert auf neuseeländischen Moränennachweisen. Diese neue Hypothese stellt eine seit langem vertretene Ansicht darüber in Frage, warum sich Gletscher in der jüngeren und fernen Vergangenheit verändert haben.
Während sich der Zealandia Switch auf den globalen Eisrückgang in prähistorischer Zeit konzentriert, glauben wir, dass er auch erklären könnte, was derzeit mit unseren Gletschern passiert.
(Karte: David Barrell, GNS Science; Fotos: Aaron Putnam & George Denton, University of Maine, CC BY-SA)
Links: Die Karte zeigt die Moränen des Lake Ohau und Lake Pukaki mit ihrem Alter in Tausenden von Jahren vor der Gegenwart. Rechts: Die Moränen des Pukaki-Sees (A) und des Ohau-Sees (B) weisen darauf hin, dass sich das Eis vor 18.000 Jahren schnell zurückzog.
Hinweise von einem fast versunkenen Kontinent
Gletschergeologen verwenden seltene Chemikalien Isotope in Felsen gefangen, um die Geschichte der Erdoberfläche mit einer Technik namens kosmogene Oberflächenexpositionsdatierung zu verfolgen.
Mit dieser Methode wird gemessen, wie lang die heute an der Oberfläche gefundenen Gesteine schon sind kosmischer Strahlung ausgesetzt . Felsbrocken, die in fließendes Eis getragen wurden, haben keine Expositionsgeschichte.
Wenn sie auf eine Moräne fallen gelassen werden und kosmischen Strahlen aus dem Weltall ausgesetzt werden, startet ihre „kosmische Uhr“ und die seltenen Isotope beginnen sich in Mineralien im Gestein anzusammeln.
Sobald die Freilegungsdaten für Moränenblöcke festgelegt sind, werden diese mit detaillierten Karten verknüpft, die die Eisvorschub- und -rückzugssequenzen darstellen. Für die großen Moränen rund um die zentralen Seen der Südalpen – Pukaki, Tekapo und Ōhau – werden mittlerweile Hunderte von Ergebnissen angezeigt Vor etwa 18.000 Jahren kam es zu einem raschen Wandel .
Vor der Küste der Tasmansee weisen Mikrofossilien aus Sedimentkernen auf Meeresströmungen und -grenzen hin genau zur gleichen Zeit verschoben . Die Klimamodellierung kann die gleichzeitigen Land- und Meeresveränderungen durch einen starken Wechsel der Westwinde der südlichen Hemisphäre gegenüber den fast überfluteten Gebieten erklären Kontinent Zealandia – daher die Zealandia-Switch-Hypothese.
Wenn sich der Zealandia-Schalter einschaltet und die Südwestwinde beschleunigt, trägt er dazu bei, den Wasserdampfexport aus den Tropen und die atmosphärischen Zirkulationsmuster zu fördern, die die Erwärmung in beiden Hemisphären vorantreiben. Wenn die Zealandia-Switch-Hypothese bestätigt wird, muss die Geschichte über den Ursprung der quartären Eiszeit und ihre Auswirkungen auf das globale Klima, Pflanzenökosysteme und die alte Fauna neu geschrieben werden.
Der Zealandia-Wechsel und Eisverlust
18.000 Jahre später sind die südlichen Winde des Wandels wieder in Bewegung. Subtropische Gewässer werden in die Tasmansee gepumpt, was zu häufigeren Meereshitzewellen führt . Die Temperaturen in Neuseeland explodieren.
Mit tropischer Feuchtigkeit beladene atmosphärische Flüsse dringen in die antarktischen Breiten ein und bringen Zeichnen Sie mit ihnen Temperaturen auf . Die aktuelle Situation weist Anzeichen dafür auf, dass der Zealandia Switch eine größere Rolle spielt – aber dieses Mal befindet sich die Erde in einem interglazialen und nicht in einem eiszeitlichen Zustand.
Der neueste Gletscher der Südalpen Forschung zeigt, dass die Temperaturen in der warmen australischen Jahreszeit und der Trend zur steigenden Schneegrenze eng miteinander verbunden sind. Auch der Trend zur Erhöhung der Schneefallgrenze beschleunigt sich in alarmierendem Tempo.
(Andrew Lorrey, CC BY-SA)
Über: Die Sommerschneegrenze Neuseelands (auch bekannt als New Zealand Equilibrium Line Altitude) ist in den letzten Jahren weiter angestiegen. Es wird erwartet, dass sie bis zum nächsten Jahrzehnt mindestens 200 m über der durchschnittlichen Höhe von 1981 bis 2010 liegen wird.
Es wird mit einer Reihe extrem heißer Jahre mit außergewöhnlich hohen Schneegrenzen in Verbindung gebracht, die dieses Muster vorantreiben anthropogene Treibhausgasemissionen . Ähnliche Schlussfolgerungen wurden für die jüngste Zeit gezogen Beschleunigung des globalen Eisverlustes .
(Reproduziert aus Lorrey et al. 2022, CC BY-SA)
Über: Der Anstieg der Schneegrenze beschleunigt sich in den Südalpen. Es wird erwartet, dass bis 2035 viele vom NIWA überwachte Gletscher vom Aussterben bedroht sein werden.
Diese Verbindungen lassen darauf schließen, dass menschliche Aktivitäten den Zealandia-Schalter auf eine höhere Stufe der „EIN“-Position gebracht haben und er möglicherweise auf absehbare Zeit dort stecken bleibt.
Wenn sich etwas Ähnliches abspielt wie damals, als der Zealandia Switch die Eiszeit während des Jahres einschränkte Letztes Gletscherende , können wir mit großen, schnellen und globalen Auswirkungen auf die Neuordnung des Klimas rechnen.
Die bevorstehenden Veränderungen könnten auch den Anfang vom Ende – ein endgültiges Ende – für viele Gletscher im Norden und Süden bedeuten. 
Andrew Lorrey , Hauptwissenschaftler und Programmleiter für Klima und Umwelt der südlichen Hemisphäre, Nationales Institut für Wasser- und Atmosphärenforschung ; Aaron Putnam , Außerordentlicher Professor, Universität Maine ; David Barrell , Geologe und Geomorphologe, GNS-Wissenschaft ; George Denton , Professor, Universität Maine , Und Joellen Russell , Professor, Universität von Arizona .
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