Laut einer in der neuesten Ausgabe des Magazins „Science“ veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler endlich das wissenschaftliche Rätsel gelöst, warum die Antarktis vor etwa 34 Millionen Jahren mit dickem Eis bedeckt war, während die Arktis seit vielen Jahren eisfrei blieb. Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Ostantarktis vor Millionen von Jahren, als die nördliche Hemisphäre von riesigen Gletschern bedeckt war, durch geologische Kräfte im Inneren der Erde in eine Reihe von Bergen und Hochebenen gehoben wurde. Diese extreme Höhe ermöglichte es der Region, auch in wärmeren Perioden, in denen die globalen Temperaturen etwa 5 Grad Celsius höher waren als heute, den Schneefall aufrechtzuerhalten.
Dieser Prozess der geologischen Transformation lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen. Während der Jurazeit, vor etwa 201 bis 143 Millionen Jahren, begannen sich die Antarktis und Afrika zu trennen, als der alte Superkontinent Gondwana allmählich auseinanderfiel. Diese Trennung der Platten stört das heiße, langsam fließende Mantelgestein unter der Kruste und löst Mantelwellen aus, die nach und nach Material von den tiefen Wurzeln des Kontinents abtragen. Als dieses schwere Material sank, stieg die darüber liegende Oberfläche an, wodurch sich die Höhe der Ostantarktis im Laufe von mehreren zehn Millionen Jahren erhöhte und schließlich das heutige Gamburzev-Gebirge entstand, das mit 1 bis 3 Kilometern Eis bedeckt ist, sowie die riesigen Hochebenen im Inneren und die steilen Küstenklippen.
Thomas Gernon, Professor für Geowissenschaften an der University of Southampton im Vereinigten Königreich und Hauptautor der Studie, erklärte, dass die Oberfläche der Antarktis nach und nach auf eine kritische Höhe angehoben wurde, was es den Gletschern ermöglichte, hier dauerhaft Fuß zu fassen. Durch die Erstellung eines Computermodells, das Variablen wie das Aufbrechen tektonischer Platten, Mantelveränderungen, Oberflächenerosion und Gebirgswachstum berücksichtigte, konnte das Forschungsteam diesen Landschaftsentwicklungsprozess nachbilden, der mehr als 100 Millionen Jahre dauerte. Modelle zeigen, dass vor etwa 45 Millionen Jahren weite Teile der Ostantarktis einen kritischen Kipppunkt in etwa zwei Kilometern Höhe passierten. Da die Topographie für die Gletscherbildung von entscheidender Bedeutung ist (die Temperaturen sinken alle 100 Meter über dem Meeresspiegel um bis zu etwa 1 Grad Celsius), reicht diese Höhe aus, damit die Alpengletscher den Sommer überstehen, Jahr für Jahr wachsen und schließlich zu einem Gletscher werden. Als vor etwa 34 Millionen Jahren die großflächige Vereisung in der Antarktis begann, war fast die Hälfte der Gipfel im Gamburzew-Gebirge mehr als 2 Kilometer hoch.
Diese Studie erklärt auch perfekt den großen Unterschied in der eisfreien Zeit zwischen der Arktis und der Antarktis. Allein aufgrund der sinkenden Konzentrationen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid in der Atmosphäre sollten die Pole der Erde eine symmetrische Abkühlungsreaktion hervorrufen. Allerdings hat die Antarktis einen großen Schritt nach vorne gemacht, indem sie auf den Höhenvorteil geologischer Bewegungen vertraut hat. Während sich die Eisdecke weiter ausdehnt, reflektiert ihre helle Oberfläche mehr Sonnenlicht zurück in den Weltraum, ein Effekt, der als „Eis- und Schnee-Albedo“ bekannt ist und die globalen Temperaturen weiter um schätzungsweise 1 Grad Celsius senkt. Gleichzeitig wird durch den Abkühlungsprozess auch die Atmosphäre trockener, und die Verringerung der Feuchtigkeit schwächt den Treibhauseffekt der atmosphärischen Isolierung ab. Diese Rückkopplungsmechanismen wirken zusammen und ermöglichen die Ausbreitung des antarktischen Eisschildes von den Bergen bis zum Rand des gesamten Kontinents. Im Gegensatz dazu begannen sich auf der Nordhalbkugel aufgrund des Fehlens derselben großräumigen Landformen in großer Höhe erst vor etwa 5 Millionen Jahren großflächige Eisschilde zu bilden, fast 30 Millionen Jahre später als die großen Veränderungen in der Antarktis.
Das Forschungsteam wies darauf hin, dass diese Entdeckung eine wichtige Tatsache offenbart: Der Beginn der Eiszeit wird nicht nur durch Veränderungen in der atmosphärischen Umgebung bestimmt. Auch tiefe tektonische Aktivitäten im Erdinneren spielen eine entscheidende Rolle bei der Umgestaltung kontinentaler Landformen und der Bestimmung von Klimakipppunkten. Derzeit ist der ostantarktische Eisschild, der aus diesen alten geologischen Veränderungen entstand, der größte Eisschild der Erde. Wenn das gesamte darin enthaltene gefrorene Wasser schmilzt, würde dies zu einem Anstieg des globalen Meeresspiegels um etwa 52 Meter führen.