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Die Forschenden orientieren sich am Konzept der planetaren Grenzen, die bisher neun Bereiche umfassen. Die Kryosphäre - Eisschilde, Gebirgsgletscher, Meereis, Schneedecke und Permafrost - ist darin noch nicht eigens berücksichtigt. Das Team schlägt vor, sie auch aufzunehmen. "Die mit der Kryosphäre verbunden Risiken zeigen sich bereits heute deutlich, zuletzt etwa bei den Überschwemmungen in Nepal", erklärte Rockström. Unter anderem das Abschmelzen der Eisschilde Grönlands und der Antarktis, das den Meeresspiegel ansteigen lässt, bedrohe Lebensgrundlagen.
Das Team nutzte vier Kennwerte: Landeismasse, Meereisfläche, Schneebedeckung und Permafrosttemperatur. Aus Daten zum Klima der vergangenen knapp 12.000 Jahre wurden Referenzwerte für einen sicheren Handlungsraum bestimmt. Dann wurden die Fähigkeit des Systems, innerhalb dieser Grenze zu bleiben, sowie die Wahrscheinlichkeit einer Überschreitung in der Zukunft bewertet.
"Der Grenzwert für das Landeis dient als Orientierung für Strategien gegen irreversiblen Eisverlust, Meeresspiegelanstieg, Klimainstabilität und Süßwasserknappheit", heißt es in der Studie. Auch die anderen Grenzwerte sind so gewählt, dass sie das stabile Klima der vergangenen rund 12.000 Jahre gewährleisten könnten.
"Gefrorene Fundamente unseres Planeten bedroht"
Diese Zone hat die Erde der Studie zufolge bereits verlassen. "Damit sind die gefrorenen Fundamente unseres Planeten bedroht, die seit Jahrtausenden die menschlichen Lebensgrundlagen sichern", erklärte Mitautorin Bo Su von der Universität Stockholm. Die Forschenden betonen, dass ihre Bewertung vorläufig sei. Die Daten zur Kryosphäre seien lückenhaft und es gebe große Unsicherheiten.
Systeme wie die Eisschilde und der Permafrostboden reagieren erst in Zeiträumen von Jahrzehnten bis Jahrtausenden auf heutige Bedingungen. Nach den Berechnungen liegt die sichere Grenze beim Landeis bei 27,48 und der aktuelle Bestand bei 27,63 Billiarden Tonnen. Ein weiterer Eisverlust von mehr als 0,64 Billiarden Tonnen sei unvermeidlich, so dass der sichere Handlungsraum künftig verlassen werde.
Die übrigen Variablen liegen nach der Berechnung bereits außerhalb des sicheren Handlungsraums: Bei der Meereisfläche wurde ein Grenzwert von 19,8 Millionen Quadratkilometer ermittelt; aktuell gibt es in den Polargebieten im Mittel 16,5 Millionen. Sicher wäre eine globale, im Jahresmittel betrachtete schneebedeckte Fläche von 38,8 Millionen Quadratkilometern, derzeit sind es 35,9. Beim Permafrost ist der Grenzwert von 14,8 mit dem Wert von 13,7 Millionen Quadratkilometern unterschritten. Die mittlere jährliche Bodentemperatur von Permafrostböden liegt über dem Grenzwert von minus 6,6 Grad.
Berücksichtigt wurden verstärkende und verlangsamende Prozesse: Während schneebedeckte Fläche viel Sonneneinstrahlung ins Weltall reflektiert, kommt es bei Schneeverlust zu einer stärkeren Erwärmung der Oberfläche. Bei Eisschilden sorgt Eisschmelze dafür, dass weniger Eislast auf dem Untergrund liegt, der sich hebt und die Eisoberfläche in kühlere Luftschichten bringt.
Sieben von neun Belastungsgrenzen überschritten
Von den neun bisherigen planetaren Belastungsgrenzen sind dem PIK zufolge sieben überschritten. "Überschritten" bedeutet keinen sofortigen Kipppunkt, sondern ein deutlich höheres Risiko für schwere, teils irreversible Umweltveränderungen./fm/DP/mis
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