Ob Polargebiete, Berggletscher, Meereis oder Permafrost: Die Eisflächen der irdischen Kryosphäre sind für das Gleichgewicht des Erdsystems essenziell. Sie dienen als Klimapuffer, regulieren durch ihre Reflexion den Strahlungshaushalt und sind Teil wichtiger Stoffkreisläufe. Die großen Eismassen unseres Planeten tragen damit entscheidend dazu bei, Klima und Umwelt unseres Planeten lebensfreundlich und stabil zu halten. Doch durch den Klimawandel schwinden die irdischen Eisspeicher rapide.
Warum der „sichere Handlungsraum“ wichtig ist
Was bedeutet dies für das Erdsystem? „Trotz ihrer enormen Bedeutung blieb bislang unklar, ob sich die Kryosphäre noch in einem für unseren Planeten sicheren Handlungsraum bewegt“, erklären Bo Su vom Stockholm Resilience Centre und der Normaluniversität Peking und seine Kollegen. Der „Safe Operating Space“ (SOS) beschreibt den Zustandsbereich irdischer Systeme, in dem sie zur Stabilität und Resilienz des Planeten und seiner Bewohner beitragen können. Werden diese Belastungsgrenzen überschritten, gefährdet dies die Lebensgrundlage von Mensch und Ökosystemen.
Meereis und andere Eisflächen werfen Sonnenstrahlung zurück und wirken so dem Klimawandel entgegen. Taut das Eis jedoch, heizen sich Ozean und Landflächen noch stärker auf. — © Susa Niiranen/Stockholm University
Aber hat die Kryosphäre ihren sicheren Handlungsraum schon überschritten? Dafür mussten Su und sein Team zunächst herausfinden, wo die Grenzen dieses Safe Operating Space liegen. Im ersten Schritt ermittelten sie den „sicheren“ Referenzbereich für Landeisvolumen, Meereisfläche, Schneebedeckung und Permafrost-Temperatur auf Basis früherer Studien und Forschungen. Zusätzlich berücksichtigten sie Rückkopplungen und Kipppunkte, über die die Kryosphäre das gesamte Erdsystem beeinflusst. Dies entscheidet auch darüber, wie resilient unser Planet auf einen starken Eisverlust reagiert.
Als Referenz für den „Safe Operating Space“ diente der Zustand der Kryosphäre während des Holozäns – den rund 11.700 Jahren seit dem Ende der letzten Eiszeit und bis zum Beginn der Industrialisierung. „Diese Zeit war durch relativ stabile planetare Bedingungen gekennzeichnet, unter denen die menschlichen Zivilisationen entstehen und weiterentwickeln konnten“, erklärt das Team.
Wo liegen die Grenzen der Kryosphäre?
Auf Basis dieser Analysen bestimmten Su und seine Kollegen die Grenzen des sicheren Handlungsraums für die vier Indikatoren der Kryosphäre. Beim Landeis endet der Safe Operating Space demnach, wenn ein Eisvolumen von 27,5 Millionen Gigatonnen unterschritten wird. Beim Meereis liegt die Grenze bei 19,8 Millionen Quadratkilometern, bei der Schneebedeckung bei einem Jahresmittelwert von 38,8 Millionen Quadratkilometern. Die sichere Grenze für den Permafrost liegt bei einer mittleren Bodentemperatur von maximal minus 6,6 Grad.
„Diese Grenzen definieren einen sicheren Zustand der Kryosphäre, der stabilisierende Rückkopplungen aufrechterhält und das Risiko minimiert, kritische Kipppunkte zu überschreiten“, erklären Su und seine Kollegen. Im nächsten Schritt ermittelten sie, ob diese Grenzen bereits überschritten wurden und wenn ja, welche.
Die Kryosphäre hat den sicheren Handlungsraum bereits verlassen – dies gilt für alle vier Untersysteme. — © Stockholm Resilience Centre/ Azote
„Sicheren Handlungsraum bereits verlassen“
Das Ergebnis: „Die Kryosphäre hat ihren sicheren Handlungsraum bereits verlassen“, berichtet Su. Meereis, Permafrost und Schneebedeckung liegen schon jenseits der definierten Grenzen. Beim Eis der Landflächen liegen die bisherigen und schon unwiderruflichen Eisverluste bei 0,64 Millionen Gigatonnen Eis. „Dies bringt das globale Landeis weit unter die sicheren Grenzen und überschreitet auch die natürliche Variabilität im Holozän“, schreibt das Team.
Verstärkt wird dieser zunehmend unsichere Zustand der Kryosphäre durch positive Rückkopplungen – Wechselwirkungen, durch die ein belastetes Untersystem die anderen gewissermaßen mitreißt. Wenn beispielsweise Meereis und Schneebedeckung stark abnehmen, wird die Erdoberfläche an diesen Stellen dunkler und wirft weniger Sonnenstrahlung ins All zurück. Als Folge heizen sich Boden und Meer stärker auf und dies beschleunigt das Abtauen. „Diese Rückkopplungen erschweren es dem Erdsystem zusätzlich, stabile Zustände wie im Holozän aufrechtzuerhalten“, erklären Su und seine Kollegen.
Gefahr für Mensch und Ökosysteme
Nach Angaben der Forschenden bewegt sich die irdische Kryosphäre damit auf einem Kurs, der menschliche Gesellschaften und Ökosysteme langfristig gefährdet. „Um die Resilienz unseres Planeten zu erhalten, müssen wir diese Veränderungen der Kryosphäre und deren Wechselwirkungen im Erdsystem ernst nehmen“, betonen Su und sein Team. Denn schon jetzt leiden viele Regionen unter den Folgen: Schmelzende Berggletscher lösen Schlammlawinen und Felsstürze aus, der tauende Permafrost lässt Straßen und Gebäude einsacken und zerstört polare Infrastruktur.
„Die Menschheit ist auf die Kryosphäre angewiesen – für Klimastabilität, ökologische Integrität, die Sicherung der Süßwasserversorgung sowie den Küstenschutz. Eine Vernachlässigung der Kryosphäre führt zu einer gravierenden Unterschätzung globaler Risiken“, warnen die Forschenden. Entsprechend dringend sei es, den Klimawandel und damit weitere Eisverluste zu stoppen.
Quelle: Bo Su (Stockholm Resilience Centre, Schweden) et al., Science, 2026; doi: 10.1126/science.aef5636
