Schrump­fen oder Aus­deh­nen – Wie re­agiert Eis­de­cke in der Ostant­ark­tis un­ter wär­me­rem Kli­ma?

In­ter­na­tio­na­le Ex­pe­di­ti­on un­ter­sucht, wie sich das ant­ark­ti­sche Eis­schild im Lauf von Tau­sen­den bis Mil­lio­nen von Jah­ren ver­än­dert hat

Ein Team des in­ter­na­tio­na­len For­schungs­pro­jekts MA­GIC-DML („Map­ping, Mea­su­ring and Mo­de­ling Ant­arc­tic Geo­mor­pho­lo­gy and Ice Chan­ge in Dron­ning Maud Land“) ist im De­zem­ber 2017 in die Ant­ark­tis auf­ge­bro­chen. Ziel ist es her­aus­zu­fin­den, wie sich das Vo­lu­men des Eis­schil­des ver­än­dert hat und künf­tig ver­än­dern wird. Die Mo­del­le da­für wer­den un­ter der Lei­tung von Dr. Iri­na Ro­goz­hi­na am MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men an­hand von ak­tu­el­len Pro­ben und Sa­tel­li­ten­da­ten be­rech­net. An dem in­ter­na­tio­na­len Pro­jekt sind Part­ner aus Schwe­den, Nor­we­gen, Groß­bri­tan­ni­en, den USA und Deutsch­land be­tei­ligt.

Dron­ning Maud Land in der Ant­ark­tis ist fast voll­stän­dig vom Eis­schild der Ostant­ark­tis be­deckt. Dass sich das Vo­lu­men des Eis­schilds seit der letz­ten Eis­zeit hier ver­rin­gert hat, ha­ben For­schen­de be­reits be­stä­tigt. Den­noch ge­hört Dron­ning Maud Land zu den am we­nigs­ten un­ter­such­ten Ge­bie­ten in der Ant­ark­tis.

[note 22.12.2017 In­ter­na­tio­na­le Ex­pe­di­ti­on un­ter­sucht, wie sich das ant­ark­ti­sche Eis­schild im Lauf von Tau­sen­den bis Mil­lio­nen von Jah­ren ver­än­dert hat In der Ostantarktis nehmen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Proben an den so genannten Nunataks. Das Team ist jetzt, nach einer Expedition im Februar 2017, zum zweiten Mal in Dronning Maud Land. Foto: Jennifer Newall In der Ostant­ark­tis neh­men die Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler Pro­ben an den so ge­nann­ten Nu­na­taks. Das Team ist jetzt, nach ei­ner Ex­pe­di­ti­on im Fe­bru­ar 2017, zum zwei­ten Mal in Dron­ning Maud Land. – Foto © Jen­ni­fer Ne­wall]

Un­ter­halb des Eis­schilds liegt eine Land­schaft aus Hü­geln, Tä­lern, Ber­gen und Ebe­nen, ähn­lich wie auf an­de­ren Kon­ti­nen­ten. Wenn die Eis­de­cke schrumpft, wird die­se Land­schaft all­mäh­lich frei­ge­legt. Zu­erst ra­gen die Gip­fel der höchs­ten Ber­ge her­aus, die so­ge­nann­ten Nu­na­taks. Nu­na­taks ent­hal­ten vie­le In­for­ma­tio­nen, die zei­gen kön­nen, wie dick der Eis­schild zu ver­schie­de­nen Zeit­punk­ten der Ver­gan­gen­heit war,  als das glo­ba­le Kli­ma käl­ter als heu­te war, und wie stark er bis heu­te ab­ge­nom­men hat.

Nu­na­taks ha­ben auch ein­zig­ar­ti­ge In­for­ma­tio­nen dar­über auf­ge­zeich­net, wie sich die ostant­ark­ti­sche Eis­ober­flä­che wäh­rend ver­gan­ge­ner Warm­zei­ten ver­än­dert hat, zum Bei­spiel wäh­rend der Warm­zeit im mitt­le­ren Plio­zän vor etwa drei Mil­lio­nen Jah­ren. In die­ser Zeit wur­den kon­ti­nen­ta­le Tei­le des Eis­schilds in der Ostant­ark­tis stär­ker be­schneit und wa­ren di­cker als heu­te. Die­se In­for­ma­tio­nen sind vor dem Hin­ter­grund des an­hal­ten­den Kli­ma­wan­dels und sei­ner mög­li­chen Aus­wir­kun­gen auf den Eis­schild der Ostant­ark­tis von be­son­de­rer Be­deu­tung.

„Es ist sehr wich­tig zu ver­ste­hen, wie das Eis dün­ner ge­wor­den ist, um zu ver­ste­hen, wie sich die ge­sam­te Eis­de­cke auf lan­ge Sicht ver­än­dern kann. Wir wis­sen sehr we­nig dar­über, wenn es um Dron­ning Maud Land geht“, sagt Ar­jen Stro­even, Pro­fes­sor für Phy­si­ka­li­sche Geo­gra­phie an der Uni­ver­si­tät Stock­holm und Ex­pe­di­ti­ons­lei­ter des Pro­jekts.

Die Erde wird stän­dig von kos­mi­scher Strah­lung bom­bar­diert, die aus ex­trem en­er­gie­rei­chen Teil­chen aus dem Welt­raum be­steht. Die Eis­de­cke dient als Schutz­schild. Wenn sie schrumpft, wer­den Mi­ne­ra­li­en in frei­lie­gen­dem Ge­stein, Quarz zum Bei­spiel, mit kos­mo­ge­nen Nu­kli­den an­ge­rei­chert. Das Team misst die Kon­zen­tra­ti­on sol­cher kos­mo­ge­ner Nu­kli­de an den Hän­gen von Nu­na­taks und kann dann be­rech­nen, wie lan­ge die­se Ge­stei­ne nicht von Glet­schern be­deckt, son­dern der kos­mi­schen Strah­lung aus­ge­setzt wa­ren. So kön­nen die For­scher fest­stel­len, wie stark und in wel­chem Tem­po sich das Vo­lu­men des Eis­schil­des in der Ostant­ark­tis ver­än­dert hat.

Pro­ben aus den Nu­na­taks wer­den zu­sam­men mit Sa­tel­li­ten­bil­dern und to­po­gra­phi­schen Mo­del­len ver­wen­det, um Eis­schild- und Kli­ma­mo­del­le zu ver­bes­sern und In­for­ma­tio­nen dar­über zu er­hal­ten, wie sich der Kli­ma­wan­del auf den Eis­schild und den Mee­res­spie­gel in der Ostant­ark­tis aus­wirkt – so­wohl his­to­risch als auch in Zu­kunft.

„In der Ant­ark­tis sind di­rek­te Re­kon­struk­tio­nen ver­gan­ge­ner Kli­ma­be­din­gun­gen und Eis­ver­än­de­run­gen aus tie­fen Eis­bohr­ker­nen auf we­ni­ge Stand­or­te be­schränkt und rei­chen nicht weit ge­nug zu­rück, um die Re­ak­ti­on des Eis­schil­des auf die Er­wär­mung im Mit­tel­plio­zän zu be­leuch­ten“, sagt Dr. Iri­na Ro­goz­hi­na, Lei­te­rin des Mo­del­lie­rungs­teams im MA­GIC-DML-Pro­jekt am MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men. „Zahl­rei­che Ab­drü­cke, die von mäch­ti­ge­ren Vor­gän­gern des mo­der­nen Eis­schil­des der Ostant­ark­tis auf Nu­na­taks hin­ter­las­sen wur­den, rei­chen nicht nur viel wei­ter in die Erd­ge­schich­te hin­ein, son­dern lie­fern auch wert­vol­le In­for­ma­tio­nen über die Aus­wir­kun­gen des wär­me­ren Kli­mas auf die Eis­schol­len­rän­der.“

[note Über die For­schungs­ex­pe­di­ti­on:

In der ver­gan­ge­nen Sai­son ar­bei­te­te das MA­GIC-DML-Team in Ge­bie­ten nahe der schwe­di­schen For­schungs­sta­tio­nen Wasa und Svea. Aus­gangs­punkt der Feld­ar­beit in die­ser Sai­son ist die süd­afri­ka­ni­sche For­schungs­sta­ti­on SANAE IV. Wäh­rend der Ex­pe­di­ti­on wird das Team vom schwe­di­schen Po­lar­for­schungs­se­kre­ta­ri­at un­ter­stützt, das für Trans­port, Tech­no­lo­gie, Si­cher­heit und Ge­sund­heits­vor­sor­ge zu­stän­dig ist.

Zum Feld­team, das wäh­rend der Ex­pe­di­ti­on in der Ant­ark­tis ar­bei­ten wird, ge­hö­ren For­scher der Uni­ver­si­tä­ten in Glas­gow (Groß­bri­tan­ni­en), Stock­holm (Schwe­den) und West Laf­ay­et­te (USA). Die Ex­pe­di­ti­on hat am 15.12.2017 be­gon­nen und en­det am 10.02.2018. An­schlie­ßend be­ginnt das Team am MARUM, an den Eis­schild- und Kli­ma­mo­del­len zu ar­bei­ten.]

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