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Der Meeresspiegel steigt seit 20’000 Jahren

Das Tempo des Meeresspiegelanstiegs hat sich über die Jahrtausende stark verlangsamt. Wie weit der menschgemachte Klimawandel das vielleicht verändert, ist noch nicht klar.

Der Originalbeitrag ist als “Schlumpfs Grafik 42” im Online-Nebelspalter vom 9. Mai 2022 zu lesen.

Das Titelbild der September-Ausgabe 2013 des Magazins «National Geographic» zeigt unter dem Titel «Rising Seas» eine im Meer halb versunkene Freiheitsstatue vor New York. Die Botschaft ist klar: Wenn wir mit der Klimaerwärmung so weitermachen, führt das zu katastrophalen Überschwemmungen. Nüchtern betrachtet, hätte man allerdings einwenden müssen, dass es beim real gemessenen Tempo des Meeresspiegelanstiegs in dieser Region über 20’000 Jahre gedauert hätte, bis die auf dem Cover gezeigte Situation eingetreten wäre.

Meeresspiegelveränderungen sind abhängig von der Eisbedeckung der Landflächen

Offensichtlich aber bewegt das Thema Meeresspiegelanstieg die Menschen. Schauen wir also genauer hin. Ich berufe mich bei den folgenden Ausführungen auf das 2021 erschienene Buch «Unsetteld?» von Steven E. Koonin (siehe hier), Professor an der New York University und früherer Staatssekretär für Wissenschaft im Energiedepartement Präsident Obamas. Auch alle hier gezeigten Grafiken stammen aus diesem Buch.

In der geologischen Langzeitbetrachtung hängt die Höhe des Meeresspiegels in erster Linie von der Eisbedeckung der Landflächen der Erde ab. Und diese wiederum wird gesteuert vom einstrahlenden Sonnenlicht, das in Zyklen von Zehntausenden von Jahren schwankt, weil sich die Form der Umlaufbahn der Erde um die Sonne und der Neigungswinkel der Erdachse in diesen langen Zeiträumen verändern. Dadurch entstehen Eiszeiten, wo bis zu einem Drittel der Landflächen mit Eispanzern bedeckt sind, und Warmzeiten, mit einem viel geringeren Eisanteil.

Die folgende Grafik zeigt die Schwankungen des globalen Meeresspiegels über die letzten 430’000 Jahre, die aus diesen wechselnden Eisbedeckungen resultieren.

Die vertikale y-Achse zeigt die relative Höhe der Meeresoberfläche in Metern, horizontal läuft die Geschichte in Zehntausender-Jahresschritten vor heute ab. Insgesamt ist ein grobes Muster erkennbar: Einem etwa 100’000-jährigen langsamen Absinken folgt ein rasches etwa 20’000-jähriges Ansteigen. Dabei durchmisst der Meeresspiegel eine Spanne von 100 bis 120 Metern. Die markierte Nulllinie oben entspricht dem heutigen Stand.

In der letzten Warmzeit war der Meeresspiegel sechs Meter höher

Diese von vielen als alarmierend empfundene heutige Höhe entpuppt sich in diesem Langzeitvergleich als Zustand, der schon drei bis vier Mal übertroffen wurde: Insbesondere deutlich in der letzten sogenannten Eem-Warmzeit vor etwa 125’000 Jahren, in der der Meeresspiegel um bis zu 6 Meter höher war. Gut zu sehen ist auch, dass vor etwa 20’000 Jahren das Maximum der letzten grossen Eiszeit erreicht wurde, von wo aus die Erwärmungsperiode des Holozän gestartet ist, in der wir uns heute noch befinden.

Einen genaueren Blick darauf ermöglicht die nächste Grafik, die mit derselben y-Metrik auf die letzten 24’000 Jahre einzoomt.

Vor 7000 Jahren ist der Anstieg fast zum Stillstand gekommen

Hier sehen wir, dass der Anstieg des Meeresspiegels vor 22’000 Jahren begonnen hat. Das Tempo dieses Anstiegs hat dabei zuerst in Schüben zugenommen und ist dann aber erstaunlicherweise um 7000 Jahre vor heute beinahe zum Stillstand gekommen. Tatsächlich beträgt der Anstieg in diesen letzten 7000 Jahren nur noch 4 Meter, was einer durchschnittlichen Rate von unter 1 Millimeter pro Jahr entspricht. Auch wenn diese Kurve natürlich eine errechnete Durchschnittsentwicklung zeigt – die vielen schwarzen Punkte repräsentieren die Ergebnisse aus vielen Einzelstudien – , so lässt sie doch keinen Zweifel an der Tatsache, dass der Anstieg weitgehend zum Stillstand gekommen ist.

Weil er sich aber trotzdem noch fortsetzt, kommen wir zur heute entscheidenden Frage: Haben die menschlichen Tätigkeiten seit der industriellen Revolution zu einer Beschleunigung dieses Trends geführt?

Seit 1992 gibt es Satellitenmessungen

Zur Beantwortung dieser Frage müssen wir uns kurz vergegenwärtigen, wie und seit wann man den Meeresspiegel überhaupt direkt messen kann. Schon im 19. Jahrhundert hat man begonnen an bestimmten Küstenorten Messlatten aufzustellen, mit denen solche Küstenpegel präzis bestimmt werden konnten. Allerdings ist damit nichts über die Pegel des offenen Meeres gesagt, und diese Messlatten decken auch nicht die gesamte Küstenregion ab. Zudem messen sie relativ zum Meeresboden, womit sie deren tektonischen Bewegungen ausgesetzt sind, was die Ergebnisse zum Teil verzerrt.

Zum Glück gibt es deshalb seit 1992 auch Messungen durch Satelliten. Damit ist zwar eine flächendeckende Erfassung möglich, aber die Daten müssen nach aufwändigen Korrektur- und Kalibrierungsprozessen erst verifiziert werden. Offenbar scheint das bis heute weitgehend gelungen zu sein, sodass man die Anstiegswerte aus diesen Satelliten- mit den Pegelmessungen vergleichen kann. Daraus leiten Klimawissenschafter den sogenannten globalen Durchschnitts-Meeresspiegel ab (Global Mean Sea Level). Dies ist eine ausserordentlich anspruchsvolle Aufgabe, weil die Ergebnisse verschiedener Standorte stark voneinander abweichen, weil viele Unsicherheiten mitberücksichtig werden müssen und weil insgesamt eine riesige Datenmenge verarbeitet werden muss.

Seit 1900 ist der Meeresspiegel um 1,4 Millimeter pro Jahr gestiegen

Mindestens vier Gruppen von Wissenschaftern haben sich dieser Aufgabe gewidmet. Die folgende Grafik zeigt die Resultate der australischen Wissenschaftsagentur CSIRO (siehe hier) für den Zeitraum von 1880 bis 2020.

Die Messskala auf der y-Achse zeigt jetzt Veränderungen im Millimeterbereich: In den letzten 140 Jahren ist der globale Durchschnitts-Meeresspiegel in dieser Studie um 250 Millimeter gestiegen, was einer durchschnittlichen Anstiegsrate von 1.8 Millimeter pro Jahr entspricht. Dieser Wert scheint aber eher an der oberen Grenze zu sein, denn nach dem Weltklimarat-Sonderbericht über den Ozean und die Kyrosphäre von 2019 resultiert global ein Langfristtrend ab 1900 von 1,4 Millimetern pro Jahr. Bei diesem Tempo würde der Meeresspiegel also bis ins Jahr 2100 um gut 11 Centimeter steigen – Damit käme die Menschheit wohl zurecht.

Ist der leicht verstärkte Anstieg in letzter Zeit menschgemacht?

Die Grafik zeigt aber auch einen leicht verstärkten Anstieg seit dem Jahr 2000. Und der Weltklimarat sagt, dass die Anstiegsrate seit 1993 auf etwa 3 Millimeter pro Jahr angestiegen ist. Dies ist unbestritten, jedoch gehen die Meinungen bei der Beantwortung der Frage weit auseinander, wie gross dabei der Einfluss der menschengemachten Klimaerwärmung ist. Denn diese Beschleunigung ist vor allem auf den Einfluss des Pazifiks zurückzuführen. Dort aber ist ein bedeutender Teil der Erwärmung dem Einfluss der «Pazifischen Dekaden Oszillation» und dem El Niño-Phänomen geschuldet, was mit dem Klimawandel nichts zu tun hat.

Die Komplexität des Themas erfordert noch viel Forschung

Weiter müsste der Weltklimarat, der den beschleunigten Anstieg praktisch ganz menschenverursacht sieht, unter anderem die Fragen beantworten, warum der Meeresspiegel erst nach 1990 verstärkt zu steigen beginnt, wo doch die Treibhausgas-Emissionen einen klaren Aufwärtstrend schon ab 1950 zeigen. Und warum bereits von 1925 bis 1940 ähnlich starke Anstiegsraten zu verzeichnen waren wie nach 1990.

Bei der ausserordentlichen Komplexität dieses Themas – der Errechnung einer Veränderung von wenigen Millimetern pro Jahr bezogen auf eine ständig in Bewegung sich befindliche riesige Wassermasse, die sich lokal ganz unterschiedlich verhält – scheint es mir etwas naiv, daran zu glauben, man könne den natur- und menschgemachten Anteil genau quantifizieren. Da ist noch viel Forschung vonnöten.  

Keine Horrorszenarien bitte

Aber selbst wenn wir die Anstiegsrate des gemessenen hundertjährigen Durchschnitts von 1,4 Millimeter pro Jahr auf 5,6 Millimeter vervierfachen würden, hätte das bis Ende dieses Jahrhunderts lediglich einen Anstieg um 44 Centimeter zur Folge. Zur Unter-Wasser-Setzung des Kölner Domes, wie auf einem «Spiegel»-Cover vom Sommer 1986, würde das aber bei weitem nicht reichen: Allein um die Stadt Köln zu erreichen, müsste die Nordsee um mindestens 53 Meter ansteigen.

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