Eis kommt auf der ganzen Welt in einer Vielzahl von Formen vor. Die verschiedenen Eisformen sind mehr als nur gefrorenes Wasser. Sie erzählen die Geschichte ihrer Umwelt, während sie sich mit den Jahreszeiten ändern und Trends des sich ändernden Klimas auf der Erde zeigen.
Wissenschaftler untersuchen Kernproben aus den Tiefen großer Eisformationen wie Eiskappen und Gletscher, um herauszufinden, wie sich das lokale Klima über Hunderte von Jahren verändert hat, und um vorherzusagen, wie sich das Klima in Zukunft ändern wird, sagte Melissa Hage, eine Umweltschützerin Wissenschaftler und Assistenzprofessor am Oxford College der Emory University in Georgia.
Hier definieren wir die allgemeinen Begriffe, die die verschiedenen Arten von Eisformationen auf der ganzen Welt beschreiben.
Gletscher
Gletscher sind große Süßwassereismassen an Land, die aus fallendem Schnee gebildet werden, der schließlich so schwer wird, dass er laut dem National Snow and Ice Data Center (NSIDC) zu Eis komprimiert wird. Die Größe der Gletscher reicht von etwa der Länge eines Fußballfeldes (120 Meter oder 110 Meter) bis zu einigen hundert Meilen Länge und ist auf allen Kontinenten zu finden.
Technisch gesehen sind Gletscher kleinere Formen von Eiskappen und Eisplatten, alles große Eismassen, die langsam über die Landschaft kriechen, unabhängig davon, was sich darunter befindet. Laut Benjamin Edwards, einem Vulkanologen am Dickinson College in Pennsylvania, der die Wechselwirkungen zwischen Gletschern und Vulkanen untersucht, können diese sich langsam bewegenden Eisriesen ganze Gebirgszüge und sogar aktive Vulkane durchqueren.
Gletscher hören dort auf zu wachsen, wo sie auf den Ozean treffen, und das wärmere Salzwasser schmilzt den Rand der gefrorenen Süßwassermasse. Laut Justin Burton, einem Physiker am Emory College in Georgia, der die Physik des Gletscherverlusts untersucht, hat die Erwärmung der Meerestemperaturen die Schmelzrate von Gletschern und anderen Eisformationen wie Eisbergen und Eisschelfs im oder neben dem Ozean erhöht. Gletscher sind einer der besten Umweltindikatoren für den Klimawandel, da sie sichtbare Veränderungen im Laufe der Zeit von nur wenigen Tagen erfahren.
Eisberge
Eisberge sind große, schwimmende Massen von Süßwassereis, die nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) von Gletschern, Eisplatten oder Eisschelfs getrennt und in den Ozean gefallen sind. Um als Eisberg bezeichnet zu werden, muss die Eismasse mehr als 4,9 m über dem Meeresspiegel liegen, zwischen 30 und 50 m dick sein und eine Fläche von mindestens 5.382 Quadratfuß bedecken. 500 m²).
Eisstücke, die zu klein sind, um als Eisberg eingestuft zu werden, erhalten laut NSIDC farbenfrohere Namen. Zum Beispiel sind "Bergy Bits" typischerweise Eisstücke, die einen Eisberg abgebrochen haben und einen Durchmesser von weniger als 5 m haben. "Growlers" sind Eisstücke, die etwas kleiner sind, etwa so groß wie ein Pickup. und "Brash Ice" -Brocken sind die Fragmente mit einem Durchmesser von weniger als 2 m.
Eisberge können auch tafelförmig sein, was darauf hinweist, dass der Eisberg vom Rand eines Schelfeises abgebrochen ist. Diese großen, rechteckigen Eisformen, die in der Arktis auch als Eisinseln bekannt sind, haben typischerweise flache Spitzen mit nahezu senkrechten Seiten.
Eisdecke
Eisplatten sind die größten Eisformationen der Welt. Diese riesigen Eisebenen bedecken laut NSIDC mehr als 50.000 Quadratkilometer. Es gibt nur drei Eisplatten auf der Erde, die Grönland, die Westantarktis und die Ostantarktis abdecken. Während der letzten Eiszeit bedeckten Eisschilde auch große Gebiete Nordamerikas, Südamerikas und Nordeuropas.
Insgesamt befinden sich laut NSIDC derzeit mehr als 99 Prozent des Süßwassers auf der Erde in den Eisschildern Grönlands und der Antarktis. Wissenschaftler schätzen, dass der Meeresspiegel steigen würde, wenn nur die grönländische Eisdecke schmelzen würde, und wenn beide antarktischen Eisplatten schmelzen würden, würde der Meeresspiegel um 60 m ansteigen. Es würde jedoch mehrere hundert Jahre dauern, bis diese Eisplatten schmelzen.
In den letzten Jahrzehnten sind Teile der Eisdecke über der Antarktis stetig geschmolzen. Während es so aussieht, als ob nur eine relativ kleine Menge der Eisdecke geschmolzen ist, reicht es aus, um die Höhe des Kontinents zu erhöhen, ähnlich wie in Island am Ende der letzten Eiszeit, sagte Edwards gegenüber Live Science. Island erlebte in dieser Zeit eine Phase zunehmenden Vulkanismus, möglicherweise aufgrund des Rückpralls der Kruste, nachdem das Eis sie nicht mehr beschwert hatte. Das gleiche Ergebnis könnte für die Westantarktis zu einem Problem werden, sagte Edwards, "obwohl wir dieses Gebiet nicht wirklich gut genug verstehen, um es sicher zu wissen."
Eiskappen und Eisfelder
Eiskappen sind Eisplatten, die kleiner als 50.000 Quadratkilometer sind. Diese Eisstrukturen bilden sich laut NSIDC typischerweise in polaren Regionen, die meist flach und in großer Höhe sind. Island zum Beispiel ist meist mit Eiskappen bedeckt. Die Vatnajökull-Eiskappe auf der Ostseite Islands ist die größte Eiskappe in Europa. Sie erstreckt sich über eine Fläche von 8.100 Quadratkilometern und ist durchschnittlich 400 m dick.
Eisfelder und Eiskappen sind in Größe und Lage sehr ähnlich und unterscheiden sich laut National Park Service (NPS) nur darin, wie der Eisfluss durch die Umgebung beeinflusst wird. Eisfelder enthalten Berge und Kämme, die aus der Eisoberfläche herausspringen und den Eisfluss verändern, ähnlich wie ein großer Felsbrocken, der über die Oberfläche eines Baches späht und das Wasser um ihn herum fließen lässt. Eiskappen hingegen bauen sich auf jedem Gelände auf und breiten sich von ihrer Mitte aus aus.
Eismelange
Eine Eismelange ist im Wesentlichen ein riesiger Matsch, der sich laut Burton in Gletscherfjorden bildet, die aus Meereis, Eisbergen und den kleineren Verwandten von Eisbergen bestehen. Die Melange entsteht, wenn Meeresströmungen oder Oberflächenwinde die Eismasse nicht aus dem Fjord bewegen und eine Teilgrenze zwischen Gletscher und Ozean bilden.
Eismélanges gelten aufgrund der großen Menge an suspendiertem Sediment und Flüssigkeit, die im Eisbrei enthalten sind, als das größte körnige Material der Welt, sagte Burton.
Da Eismélanges kein festes Eis sind, kann das relativ wärmere Meerwasser durch das Eis zum Gletscher sickern. Diese Eigenschaft bedeutet, dass die Eismischung einen großen Einfluss darauf hat, wie stark ein Gletscher zerbricht und wie viel Süßwasser in den Fjord gelangt.
Eisschelf
Der Großteil der Eisschelfs der Erde befindet sich an der Küste der Antarktis, kann aber laut NSIDC auch überall dort gefunden werden, wo Landeis wie ein Gletscher in den kalten Ozean fließt. Die Regale bestehen aus schwimmenden Eisplatten, die mit einer Landmasse verbunden sind. Sie entstehen, wenn Eis langsam von Gletschern und Eisströmen auf den Ozean fließt, das Eis jedoch aufgrund der kalten Meerestemperaturen nicht sofort schmilzt. Die Regale werden dann aus zusätzlichem Eis aufgebaut, das von den Gletschern fließt.
Eisströme
Eisströme sind Flüsse von Eisplatten, die relativ schneller fließen als das umgebende Eis und sich im Durchschnitt etwa 800 m pro Jahr bewegen.
Der Jakobshavn-Gletscher in Grönland, der am schnellsten fließende Gletscher der Welt, wird manchmal als Eisstrom eingestuft. Laut einem Artikel aus dem Jahr 2014, der in der Zeitschrift Cryosphere veröffentlicht wurde, bewegt sich Jakobshavn mit einer Geschwindigkeit von etwa 17 km pro Jahr.
Meeres-Eis
Meereis ist gefrorenes Salzwasser und kommt in abgelegenen Polarmeeren vor. Laut NSIDC bedeckt es durchschnittlich 25 Millionen Quadratkilometer (9,65 Millionen Quadratmeilen) der Erde pro Jahr.
Meereis ist für die Ökosysteme und das Klima der Polarregionen von entscheidender Bedeutung und kann laut dem Earth Observatory der NASA auch die Zirkulation und das Wetter der Ozeane beeinflussen. Diese Salzwassereisbrocken reduzieren die Erosion von Eisschelfs und Gletschern in Küstennähe, indem sie Wellen und Wind minimieren, und schaffen eine isolierende Oberfläche, um die Verdunstung von Wasser und den Wärmeverlust an die Atmosphäre zu verringern. Während der wärmeren Sommermonate gibt schmelzendes Meereis Nährstoffe an den Ozean zurück und setzt die Oberfläche des Ozeans dem Sonnenlicht aus, die beide das Wachstum von Phytoplankton stimulieren, das die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes bildet.
Während sich das Erdklima schnell ändert, schmilzt das Meereis schneller, als es wieder gefrieren kann. Dies zeigt sich besonders in der Arktis, wo die Meeres- und Landtemperaturen schneller ansteigen als an jedem anderen Ort der Erde, sagte Edwards.
Schneeball Erde
Die gefrorene Erde mit dem Spitznamen Schneeballerde bezieht sich auf Zeiträume in der geologischen Aufzeichnung, in denen die Mehrheit, wenn nicht der gesamte Planet gefroren war, laut dem Dartmouth Undergraduate Journal of Science.
"Vier Eiszeiten vor 750 bis 580 Millionen Jahren waren möglicherweise so schwerwiegend, dass die gesamte Erdoberfläche von Pol zu Pol, einschließlich der Ozeane, völlig zugefroren ist", sagte Hage. "Sobald die Polarmeere zu gefrieren begannen, wurde mehr Sonnenlicht von den weißen Eisoberflächen reflektiert und die Abkühlung verstärkt."
Wissenschaftler schätzen, dass die durchschnittliche Temperatur auf der Erde in diesen Zeiträumen auf minus 50 Grad Celsius gefallen ist und dass der Wasserkreislauf (der Kreislauf, in dem Wasser zwischen Atmosphäre, Land und Ozeanen fließt) abgeschaltet wird.
Es gibt jedoch einige Debatten darüber, ob die Erde vollständig gefroren war oder ob es am Äquator noch Flecken von matschigem oder offenem Wasser gab, wo Sonnenlicht ins Wasser eindringen und einigen Organismen das Überleben ermöglichen könnte.
Wissenschaftler glauben, dass irgendwann der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre anstieg, höchstwahrscheinlich aufgrund von Vulkanen, die die Temperatur ausreichend erhöhten, um den Wasserkreislauf neu zu starten. Die erhöhte Menge an Wasserdampf in der Luft, zusätzlich zu dem Kohlendioxid, löste eine Periode außer Kontrolle geratener Erwärmung aus und erhöhte die globalen Temperaturen über einige hundert Jahre auf 122 Grad F (50 Grad C), sagte Hage. Leichte Lichtveränderungen in der Erdumlaufbahn oder in der axialen Neigung brachten die Durchschnittstemperatur des Planeten schließlich auf die aktuelle lebenserhaltende Temperatur von 58,9 Grad F (14,9 Grad C).
Untersuchungen haben ergeben, dass am Ende der Schneeballperiode nach Angaben des Paläontologischen Museums der Universität von Kalifornien eine gewaltige Explosion des Lebens stattgefunden hat, die als kambrische Explosion bekannt ist. Es ist der früheste bekannte Zeitraum innerhalb des Fossilienbestands, in dem große Tiergruppen (wie Brachiopoden und Trilobiten) zum ersten Mal über einen geologisch kurzen Zeitraum (ungefähr 40 Millionen Jahre) auftreten.
