Ursachen des Meeresspiegelanstiegs (einfach)

Eine der bekanntesten Auswirkungen des Klimawandels ist der Anstieg des Meeresspiegels. Viele Küsten der Erde und sogar ganze Inselstaaten sind langfristig durch ihn bedroht.

Ursachen für einen steigenden Wasserstand

Was aber sind die Ursachen für einen steigenden Wasserstand? In der Fachsprache unterscheidet man hier zwischen „sterischen“ und „eustatischen“ Effekten.

• Sterisch bedeutet, dass das Wasser, das schon da ist, sich ausdehnt. Da es zu den Seiten hin durch die Kontinente begrenzt ist, steht es dann höher als zuvor.
• Eustatisch bedeutet, dass zusätzliches Wasser in den Ozean läuft, welches vorher nicht darin war.

Der sterische Meeresspiegelanstieg

Der sterische Meeresspiegelanstieg hat als Hauptursache die Ausdehnung des Wassers durch die Erderwärmung. Allerdings erwärmt sich das Wasser nur langsam, da es nur sehr träge reagiert (siehe Ozean im Klimasystem). Das an der Oberfläche erwärmte Wasser wird durch das globale Förderband allmählich in die Tiefe gemischt, was aufgrund der langsamen Strömungen mehrere hundert Jahre dauert. Außerdem hat das erwärmte Wasser nach der Ausdehnung eine geringere Dichte als zuvor und sinkt daher auch nicht mehr so leicht ab. Deshalb ist der sterische Meeresspiegelanstieg eine sehr langfristig wirkende Folge des Klimawandels. Auch der Salzgehalt des Meerwassers hat einen Einfluss auf die Dichte und somit auf den Wasserstand. Dieser Beitrag ist allerdings deutlich kleiner als der Einfluss der Erwärmung. Zu beachten ist aber, dass auch eine reine Umverteilung von Salz (genau wie eine Umverteilung von Wärme) von einem Bereich des Ozeans in einen anderen im Mittel eine Änderung des Meeresspiegels bewirken kann - Absinken und Ansteigen gleichen sich also nicht unbedingt aus!

Der eustatische Meeresspiegelanstieg

Der eustatische Meeresspiegelanstieg ist der Teil, der durch abschmelzende Gletscher und Eisschilde auf den Landmassen zustande kommt. Dieser Beitrag ist bislang ungefähr gleich groß wie die Ausdehnung des Wassers; genau sind die Zahlen aber gar nicht bekannt. Das Abschmelzen von Meereis dagegen hat zwar drastische Folgen für das Klima in hohen Breiten und auf der Erde insgesamt, trägt aber nicht zum Anstieg des Meeresspiegels bei. Das liegt an einem schon sehr lange bekannten Naturgesetz: Zwar gerät der Teil, der vorher als Eis über den Wasserpegel hinausragte, nun ins Wasser. Gleichzeitig aber nimmt das geschmolzene Eis weniger Platz in Anspruch als vorher. Diese beiden Effekte gleichen sich genau aus, was kein Zufall ist, sondern die Folge der Kräfte, die auf einen schwimmenden Gegenstand wirken. Im Gegensatz zu sterischen Effekten können eustatische Änderungen sehr schnell vor sich gehen, insbesondere wenn große Eismassen vom Festland abbrechen und ins Meer rutschen. Allerdings dauert es Jahrtausende, bis ganze Eisschilde wie Grönland oder die Eispanzer der Antarktis abschmelzen können.

Meeresspiegelanstieg in Zukunft

Wie stark der Meeresspiegel in Zukunft steigen könnte, ist bisher schwer abschätzbar, weil vor allem der eustatische Anteil sehr schlecht vorraussagbar ist. Die Stabilität der Eisschilde und ihr Verhalten bei einem Klimawandel ist dazu zu ungenau verstanden und in Modellen noch nicht enthalten. Neuere Beobachtungen zeigen, dass Grönland bereits schneller an Eis verliert, als bislang erwartet worden war. Die Antarktis zeigt dagegen eine Zweiteilung: Der Westantarktische Eisschild scheint an Masse zu verlieren, während die Ostantarktis mit ihren viel kälteren Temperaturen vor einem Schmelzen geschützt zu sein scheint. Dort wird es zwar auch wärmer, aber dies führt eventuell zu mehr Schneefall, so dass die Masse der Ostantarktis zunimmt (genauere Informationen im Hauptartikel Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs).

Unterricht

• Experiment 1: Man gebe einige Eiswürfel in ein Glas Wasser und markiere den Wasserstand. Nachdem das Eis geschmolzen ist, kann man erkennen, dass sich der Wasserstand nicht geändert hat (das Wasser darf natürlich nicht erwärmt werden)! Zur Vorführung empfiehlt es sich, den Vorgang auf Video aufzunehmen und in Zeitraffer abzuspielen, sonst dauert es zu lange.
• Experiment 2: Man fülle etwas Wasser in ein hitzebeständiges Gefäß, welches oben sehr schmal ist, z.B. einen Erlenmeyerkolben. Wieder markiere man den Wasserstand. Erwärmt man nun das Wasser, z.B. mit einem Bunsenbrenner oder auf einer Herdplatte, sieht man, dass der Wasserstand durch die thermische Ausdehnung steigt. Benutzt man ein Gefäß mit Skala und ein Thermometer, um die Wassertemperaturen vorher und nachher zu vergleichen, kann man sogar die Stärke der Ausdehnung berechnen.

Siehe auch

• Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs
• Meeresspiegeländerungen
• Folgen des Meeresspiegelanstiegs
• Gletscherschmelze
• Eisschilde