Arktis
Die Arktis ist der nördlichste Teil des zirkumpolaren Erdgürtels und umfasst Teile von Russland, Alaska (USA), Kanada, Grönland, Lappland (Norwegen, Schweden, Finnland) und Spitzbergen (Norwegen) sowie den großenteils von Eis bedeckten Arktischen Ozean (Nordpolarmeer). Während Arktis früher als „Region nördlich des Nordpolarkreises“ (66º33’ n. Br.) definiert wurde, sind heute klimatische und vegetationsgeografische Kriterien, unter anderem die Juli-Isotherme von 10º C und die Baumgrenze, maßgebend für die Abgrenzung gegenüber den südlicheren Regionen der Erde.
Die Bezeichnung Arktis leitet sich von dem griechischen Wort arktós für Bär ab und bedeutet Land unter dem Sternbild des Großen Bären.
Im Gegensatz zur Antarktis, gelegentlich auch als Antartika bezeichnet, ist die Arktis kein Kontinent, sondern sie erstreckt sich über die Kontinente Nordamerika, Asien und Europa; der geografische Nordpol liegt nicht auf Festland, sondern inmitten des an dieser Stelle 4.087 Meter tiefen, ganzjährig zugefrorenen Arktischen Ozeans (u. a. auch "Arktik" genannt).
Die arktische Region
Polaris, der Polarstern, liegt fast exakt über dem Nordpol (nur knapp 44 Bogenminuten neben dem Himmelsnordpol) und gehört zum Sternbild Ursa Minor (kleiner Bär). Er ist von Sternen umgeben, die das Sternbild Ursa Major oder Großer Bär bilden. Der Begriff Arktis stammt aus dem altgriechischen Wort Artikòs, welches das Land des Großen Bären charakterisiert. Der Unterschied zwischen Südpolarregion und Nordpolarregion besteht darin, dass in der Südpolarregion das Meer einen eisbedeckten Kontinent umgibt und das Nordpolargebiet aus einem großen Meer besteht, das von Land umschlossen ist. Schnee und Eis bedecken einen Großteil der arktischen Land- und Meeresoberfläche. Dies ist deutlich in der Hocharktis zu sehen. Die Arktis bekommt die Klimaveränderungen deutlich zu spüren. Viele Pflanzen, Tiere und Menschen leben in den Land- und Meeresgebieten der Hocharktis und müssen extremen Umweltbedingungen standhalten. Betrachtet man die Algen, die an der Unterseite des Meereises leben, oder die Eisbären, die auf dem Eis jagen, aber auch die Gesellschaften der einheimischen Völker, so wird einem erst bewusst, welchen Strapazen sie ausgesetzt sind.
Nördlicher Polarkreis
Der nördliche Polarkreis ist einer der fünf wichtigen Breitenkreise, durch die man die Erde in Zonen einteilen kann. Alles nördlich dieses Polarkreises gehört zur Arktis.
Es ist der Breitenkreis 66° 33' nördlich vom Äquator. Innerhalb des Polarkreises geht zur Sommersonnenwende die Sonne für mindestens 24 Stunden nicht unter, das heißt, sie bleibt oberhalb des Horizonts sichtbar. Daher wird die Arktis auch das Land der Mitternachtssonne genannt. Zur Wintersonnenwende geht die Sonne in Gegenzug für mindestens 24 Stunden nicht auf, das heißt, sie bleibt unsichtbar unterhalb des Horizonts.
Auswirkungen der Klimaveränderungen
Veränderungen des Meereises
Aufgrund der Klimaerwärmung ist eine Abnahme der Meereisfläche im vergangenen halben Jahrhundert deutlich zu erkennen. Die jährliche durchschnittliche Ausdehnung des Meereises wird bis 2100 um ca. 10–50 % zurückgehen. Im Sommer wird der Rückgang deutlich größer sein als im Jahresmittel. Die globale Erwärmung wird aufgrund der verringerten Meereisfläche erhöht, da sie das Reflexionsvermögen (Albedo) der Meeresoberfläche reduziert.
Abschmelzen des grönländischen Eisschildes und Anstieg des Meeresspiegels
Der grönländische Eisschild ist der letzte Rest der pleistozänen Inlandsvereisung. Er bestand weiter, weil sich das Eis durch zwei Rückkopplungen selbst kühlt: Erstens reflektiert es einen großen Teil der Sonnenenergie, ohne sich dabei zu erwärmen (sog. Albedo-Rückkopplung), und zweitens liegt die Oberfläche des kilometerdicken Eisschilden auf Hochgebirgsniveau in kühleren Luftschichten. Regionen in Kanada und Sibirien auf dem gleichen Breitengrad wie Südgrönland sind dagegen nicht vergletschert. Dies zeigt, dass ohne die kühlenden Rückkopplungsmechanismen das Klima dieser Breiten eigentlich zu warm für eine Vereisung ist und der Eisschild daher relativ instabil ist.
Modellrechungen zufolge würde bereits eine globale Erwärmung von etwa 3 Grad genug des Eises abschmelzen lassen, sodass die genannten Rückkopplungsmechanismen ausfallen – diese Erwärmung wird mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit im 21. Jahrhundert erwartet. Wenn das Abschmelzen erst einmal begonnen hat, werden die kühlenden Rückkopplungsmechanismen schwächer, und das Abschmelzen geht unumkehrbar bis zum (fast) völligen Verschwinden zumindest des südlichen Teils des gesamten Eisschildes weiter, auch dann noch, wenn das Klima im nächsten Jahrhundert wieder kühler werden sollte. Das gesamte Abschmelzen dauert dann etwa ein Jahrtausend.
Die Masse des grönländischen Eisschildes ist so groß, dass sein Abschmelzen zu einem Meeresspiegelanstieg von 7 bis 8 m führen würde. Zwar wird dieser Wert erst in mehreren Hundert Jahren erreicht, doch ein geringerer Anstieg kann schon in diesem Jahrhundert beginnen. Entlang der flach abfallenden Küstenregionen, der Inlandgebiete am Rand von Flussmündungen sowie an Küstenstreifen würden die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs am stärksten ausfallen. Tief liegende Inseln im Pazifik, im Indischen Ozean (z. B. die Malediven) und im Atlantik werden aufgrund des Meeresspiegelanstiegs in ihrer Existenz bedroht. Bangladesh (Einwohnerzahl: 170.000.000) ist bereits heute von Überschwemmungen heimgesucht, da weite Landstriche weniger als 1 m über dem Meeresspiegel liegen. In Südostasien sind zahlreiche Großstädte, wie z. B. Bangkok, Mumbai, Kalkutta, Manila und Dhaka auf küstennahem Tiefland oder an Flussdeltas errichtet. Florida und Louisiana sind stark von den Auswirkungen eines künftigen Meeresspiegelanstiegs betroffen. Ein Meeresspiegelanstieg hätte wirtschaftliche, gesellschaftliche und ökologische Schäden auf der ganzen Welt zur Folge.
Die Klimaänderung beeinflusst die Dichte und damit das Volumen des Wassers. Wasser dehnt sich bei Erwärmung aus, und weniger dichtes Wasser benötigt mehr Raum. Hierbei spricht man von einer thermischen Expansion, welche laut Prognose viele Jahrhunderte andauern wird.
Rückgang der Schneebedeckung
Es wurde in den vergangenen 30 Jahren von einem Rückgang der schneebedeckten Flächen von rund 10 % berichtet. Laut verschiedenster Modellrechnungen wird die Schneedecke noch vor Ende dieses Jahrhunderts um zusätzliche 10–20 % abnehmen. In den Monaten April und Mai wird der Rückgang am größten sein. Dadurch wird die Schneesaison verkürzt und die Einträge von Flüssen in das Nordpolarmeer und in die Küstenmeere werden früher einsetzen. Es wird auch angenommen, dass die Gefrier- und Schmelzzyklen im Winter zunehmen. Dadurch kommt es zur Bildung einer Eisschicht. Landtiere gelangen dadurch schwieriger an ihre Futter- und Aufzuchtplätze.
Veränderung der Vegetationszonen
Die Polarwüsten, die Tundra und der nördliche Teil des borealen Waldes sind die bedeutendsten Vegetationszonen der Arktis. Die Polarwüste bedeckt den Großteil der Hocharktis. Hier ist nicht einmal ein Bewuchs mit kleinsten Sträuchern zu verzeichnen. Aufgrund der Klimaänderung wird ein höherer, dichterer Pflanzenbewuchs begünstigt. Dadurch verschiebt sich die Vegetation. Aufgrund der Geschwindigkeit des Klimawandels misslingt es den meisten Arten, sich anzupassen. Folglich wandern sie in andere Gebiete ab. Ihre Verbreitungsgebiete werden sich höchstwahrscheinlich nach Norden verschieben.
Veränderungen der Vielfalt und der Verbreitungsgebiete von Tierarten
Landessäugetiere wie Karibus, Rentiere, Eisbären und viele Fisch- und Robbenarten spielen eine wesentliche Rolle in Volkswirtschaft, Kultur und Ernährung der arktischen Völker. Eisbären leben auf dem Meereis. Dort jagen sie Robben und können mit Hilfe von Eiskorridoren von einem Gebiet zum anderen ziehen. Sie bekommen die Auswirkungen des Klimawandels bereits zu spüren. Im Gebiet der Hudson Bay sind die erwachsenen Eisbären in den letzten Jahrzehnten in körperlich schlechter Verfassung. Die Anzahl sowohl der Lebendgeburten als auch der einjährigen Jungen ist zurückgegangen. Ihre Fortpflanzung ist aufgrund ihrer geringeren Fettreserven beeinträchtigt. Durch die spätere Eisbildung des Meereises im Herbst und durch das frühe Aufbrechen im Frühling verkürzt sich die Jagdperiode und sie sind gezwungen, länger zu fasten. Weibchen, die sich in schlechter körperlicher Verfassung befinden, haben kleinere Würfe und kleinere Junge. Ihre Überlebenschancen sind geringer. Allgemein wird auch die Sterblichkeitszahl steigen.
Rückkopplungen
Rückkopplung 1 – Reflexionsvermögen der Oberfläche (Albedo)
Diese Rückkopplung bezieht sich auf die Schnee- und Eisflächen, die einen großen Teil der Arktis bedecken. Sie reflektieren bis zu 90 % der eingestrahlten Sonnenenergie ins Weltall. Daher ist die Erwärmung ganzjährig gering. Nehmen die Konzentrationen der Treibhausgase zu, so wird die untere Atmosphäre erwärmt. Dies hat zur Folge, dass sich Schnee und Eis im Herbst später bilden und im Frühling früher schmelzen. Das Abschmelzen der Schnee- und Eisfächen bringt die darunter liegenden Land- und Wasseroberflächen zum Vorschein, die einen großen Teil der Sonnenenergie absorbieren, da sie viel dunkler sind. Die Oberfläche wird hierdurch weiter erwärmt und das Abschmelzen verstärkt. Es besteht eine positive Rückkopplung, durch die sich die globale Erwärmung selbst nährt und die Entwicklung zur Erwärmung beschleunigt wird. Dieser Prozess hat bereits begonnen. Er ist deutlich beim Zurückgang der Gletscher, der arktischen Schneedecke und des Meereises erkennbar. Der Mensch beeinflusst das Rückstrahlungsvermögen durch die Verbrennung fossiler Energieträger, wodurch Kohlendioxid und Ruß entstehen. Ruß stellt neben dem Kohlendioxid das Hauptproblem dar, er wird von den Winden befördert, schlägt sich in der Arktis nieder und verdunkelt die Oberfläche des strahlend weißen Schnees und Eises.
Rückkopplung 2 – Zirkulation des Ozeans
Die Meereszirkulation hat sich verändert. Es gibt verschiedenste Mechanismen, die Sonnenenergie vom Äquator zu den Polen befördern. Dazu zählen die global miteinander verbundenen Bewegungen der Wassermassen des Ozeans. Diese Bewegungen entstehen aufgrund von Unterschieden in der Temperatur und im Salzgehalt. Man bezeichnet dies als thermohaline Zirkulation.
Rückkopplung 3 – Emissionen von Treibhausgasen
Große Mengen an Kohlenstoff sind in den riesigen Torfmooren Sibiriens und Teilen Nordamerikas als organische Materie im Dauerfrostboden gebunden.
Die borealen Wälder und die arktische Tundra besitzen einige der größten Landvorräte an Kohlenstoff weltweit. Diese kommen in Form von Pflanzenmaterial in den Wäldern und als Bodenkohlenstoff in der Tundra vor.
Die Oberfläche des Permafrosts taut im Sommer auf und die Gase Methan und Kohlendioxid werden bei der bakteriellen Zersetzung toten Pflanzenmaterials in feuchten Erdböden, Sümpfen und Tundratümpeln erzeugt und entweichen in die Atmosphäre.
Die Höhe der Freisetzung ist dabei von der Bodenfeuchtigkeit und zahlreichen anderen Faktoren abhängig. Aufgrund steigender Temperaturen und Niederschläge beschleunigt sich die Freisetzung von Methan in die Atmosphäre.
Der Beitrag des Methans zum Treibhauseffekt ist 23-mal stärker als der von Kohlendioxid.
Bevölkerung
In der Arktis leben gegenwärtig etwa zwei Millionen Menschen. Zu den Polarvölkern zählen Inuit, Nenzen, Jakuten, Samen, Athapasken, Ewenken und Tschuktschen. Zudem leben in der Arktis zahlreiche Skandinavier, Russen und Nordamerikaner.
Der typische Bewohner aus dem Tierreich ist der Eisbär, so, wie es in der Antarktis der Pinguin ist.
Zum Schutz der Umwelt und der Ureinwohner in der Arktis wurde 1996 der Arktische Rat gegründet.
Die Arktis in der Urzeit
Im Nordpolarmeer herrschten vor 55 Millionen Jahren subtropische Wassertemperaturen. In Bohrkernen wurden Reste von Süßwasserpflanzen entdeckt, die unter anderem in Reiskulturen vorkommen. Dies deutet darauf hin, dass die gesamte Arktis vor mehr als 50 Millionen Jahren ein gigantischer abgeschlossener Süßwassersee war. Andere Funde zeugen von heftigen biologischen Umwälzungen und vom plötzlichen Aussterben vieler Organismen.
Historischer Irrtum
Anfang des 19. Jahrhunderts entwickelte der Amerikaner John Cleve Symmes eine Theorie, nach der die Pole der Erde Öffnungen ins Erdinnere darstellen. Um zu diesen unbekannten Welten vorzudringen, müssten die Pole erobert werden. Jules Verne hat wohl in seiner Geschichte Reise zum Mittelpunkt der Erde diese Theorie noch am Ende des 19. Jahrhunderts kolportiert, obwohl in diesem Buch der Eingang in das Innere der Erde nach Island (und somit an einen Ort südlich des Polarkreises und 2700 km südlich des Nordpols) gelegt wird. Die Symmes'sche Theorie wurde aber schon in den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts nicht mehr akzeptiert.
Eine weitere Theorie, nach der nördlich des Eisgürtels wieder eisfreies und schiffbares Meer existiere, wurde so populär, dass von verschiedenen Nationen, vorwiegend USA und England, immer wieder Expeditionen zum Erreichen des Nordpols entsandt wurden. Diese drangen vorwiegend über die Baffinbucht westlich von Grönland nach Norden vor und sollten das eisfreie Meer finden. Erst in den 1880er Jahren begann man an dieser Theorie zu zweifeln.
Literatur
- Blümel, W. D.: Physische Geographie der Polargebiete., 1999, 239 S., Stuttgart.
Weblinks
- Arktis-Newsletter
- Arktis im Fernsehen
- Arctic Theme Pages
- Report des Arctic Climate Impact Assessment (englisch) und Zusammenfassung bei RealClimate.org
- Arctic Human Development Report
- International Polar Year, das bisher größte internationale Forschungsprogramm zur Untersuchung von Klimaveränderungen in den Polargebieten