Seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist nahezu weltweit ein deutlicher Rückgang der Gletscher zu beobachten. Dieser Vorgang wird Gletscherschwund oder Gletscherschmelze genannt. Gemeint ist damit ein längerfristiger Massenverlust der Gletscher und nicht die in Gebirgen und Hochlagen alljährlich im Frühling einsetzende Schneeschmelze, auch nicht grundsätzlich das Schmelzen im Zehrgebiet, das bei Gletschern, die sich im Gleichgewicht mit dem Klima befinden, im gleichen Maße wie der Massengewinn im Nährgebiet auftritt. Eine wesentliche Messgröße zur Beurteilung des Gletscherschwunds ist die von Glaziologen erhobene Massenbilanz. Das Verhalten des Gletschers wird durch die Gletscherdynamik beschrieben. Der Gletscherschwund steht insbesondere in Zusammenhang mit der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung. mini|350px|Die Massenbilanz der Gletscher weltweit ist seit wenigstens 1960 deutlich negativ, wie das Schaubild verdeutlicht. mini|350px|Die Karte vergleicht die Massenbilanz von 173 über die Welt verteilten und wenigstens fünf Mal vermessenen Gletschern zwischen 1970 und 2004: 83 % aller Gletscher schrumpften in diesem Zeitraum, die durchschnittliche Rate des Rückgangs aller Gletscher betrug dabei 31 cm pro Jahr.Mark B. Dyurgerov, Mark F. Meier: Glaciers and the Changing Earth System: A 2004 Snapshot (PDF; 2,6 MB) Institute of Arctic and Alpine Research, University of Colorado, Occasional Paper 58, 2005.
Einführung Die Mehrzahl aller Gletscher hat in den zurückliegenden Jahrzehnten zum Teil stark an Masse und Fläche verloren.Intergovernmental Panel on Climate Change: Fourth Assessment Report – Working Group I, Chapter 4: Observations: Changes in Snow, Ice and Frozen Ground. (HTML, 2007, S. 356–360) Betroffen sind davon bis auf wenige Ausnahmen alle Regionen, von den Tropen über die mittleren Breiten bis zu den polaren Eiskappen. Die Alpengletscher beispielsweise schrumpften in den vergangenen 150 Jahren etwa um ein Drittel ihrer Fläche, ihr Volumen ging zwischen 1901 und 2011 um fast die Hälfte zurück. Direkt zu erkennen ist dies an Gemälden, Zeichnungen oder alten Fotografien. Letztere zeigen eindrucksvoll die unterschiedlichen Gletscherflächen von damals im Vergleich zu heute. Ebenso zu beobachten ist ein Rückgang des Eises in den polaren Gebieten, wo es in den zurückliegenden Jahren vermehrt zum Abbrechen größerer Schelfeise gekommen ist. Vorübergehend wurden wachsende Gletscher zum Ende des 20. Jahrhunderts vor allem in Norwegen, Neuseeland, Island und der östlichen Antarktis beobachtet. Dieser auf örtlich veränderte Niederschlagsmuster zurückgehende Trend hat sich allerdings etwa seit dem Jahr 2000 wieder umgekehrt.T. Chinn, S. Winkler, M.J. Salinger, N. Haakensen: Recent glacier advances in Norway and New Zealand – a comparison for their glaciological and meteorological causes. In: Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography. Volume 87, Nr. 1, März 2005, S. 141–157 (17), doi:10.1111/j.0435-3676.2005.00249.x Zwischen 2000 und 2013 haben Gletscher in allen Regionen der Erde Masse verloren, der Verlust hat sich 2012–2023 gegenüber 2000–2011 noch beschleunigt.
Die Gletscher folgen weltweit den beobachteten Klima- und Temperaturschwankungen. Während der globale Temperaturanstieg in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts einer Mischung verschiedener natürlicher und anthropogener Faktoren zugemessen wird (Schwankungen in der Solarvariabilität, geringe vulkanische Aktivität und erster deutlicher Anstieg der Treibhausgase), so wird allgemein der sich beschleunigende Temperaturanstieg seit 1970 dem sich deutlich verstärkenden anthropogenen Treibhauseffekt zugerechnet.T.L. Delworth, T.R. Knutson: Simulation of Early 20th Century Global Warming. In: Science. Vol. 28, 2000, onlineS. F. B. Tett et al.: Estimation of natural and anthropogenic contributions to twentieth century temperature change. In: Journal of Geophysical Research. Vol. 107, 2002, research.ed.ac.uk (PDF)Eric Steig: Worldwide glacier retreat. In: RealClimate. 18. März 2005, realclimate.org Der Temperaturanstieg führt zum Rückgang des Gletschereises – nur eine von vielen Folgen der globalen Erwärmung. Eine indirekte Wirkung des anthropogenen Klimawandels ist eine veränderte Verteilung von Niederschlägen, die ebenfalls die Massenbilanz von Gletschern beeinflussen kann.
Die Folgen des Phänomens bergen erhebliche Risiken für einen momentan nur schwer abschätzbaren Anteil der gegenwärtigen und künftigen Weltbevölkerung. Zunächst droht in betroffenen Gebieten ein erhöhtes Risiko von Überschwemmungen durch steigende Flusspegel und vermehrt auftretende Ausbrüche von Gletscherseen. Daraus folgt sich verschärfender Wassermangel in bestimmten Regionen.Wilfried Hagg: Auswirkungen von Gletscherschwund auf die Wasserspende hochalpiner Gebiete, Vergleich Alpen – Zentralasien. Dissertation der Fakultät für Geowissenschaften der Ludwig-Maximilians-Universität München, 2003, ub.uni-muenchen.de (PDF; 9,9 MB) Der zunehmende Abfluss des Gletscherwassers führt zudem zum globalen Anstieg des Meeresspiegels und bedroht damit auch Menschen, die nicht unmittelbar im Einflussbereich von Gletschern leben.
Ursachen Entscheidend für das Fortbestehen eines Gletschers ist seine Massenbilanz, die Differenz von Akkumulation (wie Schneefall, Ablagerung von Triebschnee und Lawinen, Kondensation von atmosphärischem Wasserdampf und Anfrieren von Regenwasser) und Ablation (Schmelze, Sublimation sowie Abbruch von Lawinen). Jeder Gletscher besteht dabei aus einem Nähr- und einem Zehrgebiet. Im Nährgebiet (Akkumulationsgebiet) bleibt zumindest ein Teil des Schnees auch während des Sommers erhalten und formt sich dann zu Gletschereis um. Im Zehrgebiet (Ablationsgebiet) dagegen überwiegt die Ablation gegenüber dem Nachschub durch Schnee. Getrennt sind diese beiden Gebiete durch die Gleichgewichtslinie. Entlang dieser Linie entspricht die Ablation im Sommer der Akkumulation im Winter.
Bei einem Klimawandel können sich sowohl Lufttemperaturen als auch der Niederschlag in Form von Schnee verändern und damit die Massenbilanz verschieben. Gegenwärtig geben diese Indikatoren Aufschluss über die Ursachen des Gletscherrückgangs:
In den meisten Regionen der Welt steigen die Temperaturen hauptsächlich infolge des menschlichen Ausstoßes von Treibhausgasen an. Nach dem 2007 erschienenen Vierten Sachstandsbericht der Zwischenstaatlichen Sachverständigengruppe über Klimaänderungen (IPCC) stieg die weltweite durchschnittliche Lufttemperatur in Bodennähe zwischen 1906 und 2005 um 0,74 °C (± 0,18 °C) an.Intergovernmental Panel on Climate Change (2007): Fourth Assessment Report Die Erwärmung ist mit zunehmender Nähe zu den Polen (siehe Polare Verstärkung) und mit steigender Höhe in Gebirgen (man spricht vom elevation dependent warming, dt. höhenabhängige Erwärmung) stärker ausgeprägt. Im Gegensatz zur Lufttemperatur existieren für den Niederschlag keine eindeutigen Trends. Mehr Niederschlag entfiel im Laufe des 20. Jahrhunderts besonders auf Kanada, Nordeuropa, Westindien und Ostaustralien. Rückgänge von bis zu 50 % wurden besonders in West- und Ostafrika und im Westen Lateinamerikas gemessen.Vital Climate Graphics: Changing Weather GRID-Arendal Deshalb ist für jede der betroffenen Regionen gesondert zu prüfen, welche Faktoren für den Rückgang der Gletscher ursächlich und gegebenenfalls dominierend sind.
mini|Abgelagerter Kryokonit färbt das Bett von Schmelzwasserläufen im grönländischen Eis dunkel. Auch auf der Eisfläche ist Kryokonit als graue Verschmutzung erkennbar. Oben im Bild: ein heller, 5 bis 10 Meter breiter Schmelzwasserstrom aus einem Gletschersee. Aufnahme aus einem Hubschrauber am 21. Juli 2012 von Marco Tedesco, der die zunehmende Verdunkelung des Eises auf den Klimawandel zurückführt. Kryokonit ist ein dunkler biogener Oberflächenstaub auf Schnee und Eis, der durch Winde in der Atmosphäre über weite Strecken transportiert wird und gewöhnlich auf Gletschern weltweit zu beobachten ist. Wegen seiner dunklen Färbung reduziert Kryokonit wesentlich die Oberflächenreflexion des Sonnenlichts und beschleunigt oder initiiert damit das Schmelzen der Gletscher. Obwohl Kryokonit aus Mineralpartikeln (Ruß, Kohlenstoff und Stickstoff) und organischer Materie besteht, ist der organische Anteil bezüglich der Wirkung auf das Abschmelzen bedeutender, weil er häufig biologisch aktiv ist und den Hauptteil von Kryokonit ausmacht. Dieses organische Material besteht zum Teil aus photosynthetisch aktiven Mikroorganismen wie Cyanobakterien oder auch Bärtierchen, wie es am Rotmoosferner nachgewiesen wurde. Zumindest in den Alpen wird beim Auftreten von Kryokonit der ebenfalls dunkel gefärbte Gletscherfloh beobachtet, der sich von dem eingetragenen biologischen Material ernährt, so dass eine wachsende, dunkel gefärbte Flora und Fauna im Gletscher entsteht, die in dem Schmelzwasser lebt und sich vermehrt.
Auf eine Abkühlung oder eine Verstärkung des Schneefalls, die eine positive Massenbilanz hervorrufen, reagiert ein Gletscher mit Wachstum. Dadurch nimmt die Gletscherfläche im Zehrgebiet, dort ist die Ablation am höchsten, zu. Somit erlangt der Gletscher ein neues Gleichgewicht. Derzeit gibt es ein paar Gletscher, die wachsen. Die geringe Wachstumsgeschwindigkeit deutet allerdings darauf hin, dass sie sich nicht weit vom Gleichgewicht befinden.D.C. Trabant, R.S. March, D.S. Thomas: Hubbard Glacier, Alaska: Growing and Advancing in Spite of Global Climate Change and the 1986 and 2002 Russell Lake Outburst Floods. U.S. Geological Survey, 2003, online usgs.gov (PDF; 4,4 MB) Auf eine Klimaerwärmung wie die globale Erwärmung oder eine Abnahme des Schneefalls, die zu einer negativen Massenbilanz führen, reagiert der Gletscher mit einem Rückgang. Dadurch verliert der Gletscher Teile seines meistens tiefer gelegenen Ablationsgebiets, sodass Akkumulation und Ablation wieder ausgeglichen sind. Wenn sich ein Gletscher jedoch nicht zu einem neuen Gleichgewichtspunkt zurückziehen kann, befindet er sich im andauernden Ungleichgewicht und wird, sofern dieses Klima bestehen bleibt, komplett abschmelzen.
mini|Die Zahl der Gletschervorstöße nahm ab 1100 zu, seit Beginn der Industrialisierung sinkt sie ungewöhnlich rasch Es hat im Rahmen der Klimageschichte aus unterschiedlichen Gründen immer wieder natürliche Klimaveränderungen mit Vorstößen und Rückzügen von Gletschern gegeben. Gegen Ende des Mittelalters begann die Zahl der Gletschervorstöße zu steigen. Zum Ende der so genannten Kleinen Eiszeit gegen 1850 war die globale Durchschnittstemperatur leicht angestiegen, was einen Teil des weltweiten Gletscherrückgangs in den folgenden Jahrzehnten erklären kann. Ab 1940 blieben die Durchschnittstemperaturen relativ stabil oder sanken leicht, worauf die meisten Gletscher mit relativem Stillstand oder Wachstum reagierten. Der dann ab den späten 1970er-Jahren infolge der rasch ansteigenden Lufttemperaturen in den meisten Regionen wieder einsetzende und sich in den letzten Jahren zunehmend beschleunigende Gletscherschwund wird hauptsächlich anthropogenen Einflüssen zugeschrieben und kann nicht als Teil eines natürlichen Klimawandels betrachtet werden.Mauri S. Pelto: Glacier Mass Balance: equilibrium or disequilibrium response? In: RealClimate.org 24. Mai 2007.