5. Eis in der Arktis

Die Eigenschaften von Meereis

Wachstum und Schmelzen

Im Herbst beginnt das Meereis zu wachsen, wenn die Lufttemperatur unter den Gefrierpunkt von Salzwasser fällt. Das Eis wird dicker während des Winters und beginnt zu schmelzen, sobald die Temperaturen im Frühling und Sommer wieder steigen.

In manchen Gebieten schmilzt das Eis vollständig, doch wo es dick genug ist, wird es nur dünner und im folgenden Herbst wieder mächtiger. So besteht manches Meereis über viele Jahre, wenn es im Sommer antaut und im Herbst und Winter wieder anwächst.

Arktisches Meereis bedeckt im späten Winter üblicherweise um die 14 bis 16 Millionen km². Gegen Ende des Sommers bedeckt es lediglich etwa 7 Millionen km² (und gerade mal 4 - 6 Millionen km² in den letzten Jahren).

Langsames Gefrieren

Wir wissen, dass die Dichte von Süßwasser bei Temperaturen unter 4°C (wo Wasser sein Dichtemaximum besitzt) abnimmt, wenn es sich seinem Gefrierpunkt nähert. Gefriert das Wasser, so nimmt die Dichte nochmals um etwa 9% ab. Deshalb schwimmen Eisklumpen in einer Wasserkanne. Wie sieht es mit Salzwasser aus?

Wenn die Lufttemperatur im Herbst fällt und sich die Wassertemperatur Richtung Gefrierpunkt bewegt, verursacht das Salz im Meerwasser einen immer weiter gehenden Anstieg der Dichte; es gibt also kein Dichtemaximum bei 4°C. Abkühlendes Oberflächenwasser sinkt also immer nach unten, bis die Oberfläche den Gefrierpunkt erreicht und dann anfängt zu frieren.

Das Ergebnis ist ein langsameres Gefrieren als das von Süßwasser, da das Salzwasser von der Oberfläche sinkt, bevor es kalt genug ist, zu ge- frieren.

Da die oberen Wasserschichten durch Wind und Wellen immer gut durchmischt werden, müssen üblicherweise die oberen 100 bis 150 Meter der Wassersäle auf ihren Gefrierpunkt abkühlen, damit sich Meereis überhaupt bilden kann.

Wo ist das Salz hin?

Wenn sich Nadeleis-Kristalle bilden, häuft sich das Salz in Tröpfchen an, die sogenannte Sole, die normalerweise nach unten in das flüssige Wasser sinkt. Dies lässt den Salzgehalt des Wassers unter dem Eis steigen. Manche Soletröpfchen werden in Hohlräumen zwischen den Eiskristallen eingefangen. Diese Tröpfchen sind sehr salzhaltig, während das umgebende Eis fast salzfrei ist.

Die Sole bleibt flüssig, weil wesentlich niedrigere Temperaturen erforder- lich wären, damit sie gefriert. Unter solchen Bedingungen hat das umliegende Meerwasser bereits einen hohen Salzgehalt. Mit der Zeit fließt auch die restliche Sole ab und hinterlässt Lufttaschen. Der Salzgehalt des Eises sinkt weiter.

Meereis-Klimakunde: Die Ausdehnung des arktischen Meereises von 1979-2000, an ihren ungefähren jahreszeitlichen Maximum- und Minimum-Größen, basierend auf den Satellitendaten passiver Mikrowellen.
Quelle: US National Snow and Ice Data Center

Das Alter von Eis bestimmen

Neues Eis ist erst weniger als 10 cm dick.

Junges Eis ist 10 bis 30 cm dick. Jungeis ist manchmal in zwei Unter- kategorien geteilt, je nach Farbe: Graues Eis (10 bis 15 cm) und grau-weißes Eis (15 bis 30 cm).

Erstjähriges Eis ist mehr als 30 cm dick, hätte aber nicht den Sommer überstanden und muss also vom selben Jahr sein.

Mehrjähriges Eis hat die Sommerschmelze überstanden und ist um eini- ges dicker als jüngeres Eis, normalerweise zwischen 2 und 4 m. Mehrjähriges Eis enthält wesentlich weniger Sole und mehr Lufttaschen als erstjähriges Eis. Weniger Sole bedeutet "starreres" Eis, das für Eis- brecher schwieriger zu durchsteuern und zu brechen ist.