13. Dez. 2016

Ein Fjord in Ostgrönland mit Eisbergen und Meereis.

Grönlands Eispanzer ist nach der Ostantarktis der zweitgrößte der Welt. Die in ihm gespeicherte Wassermenge würde ausreichen, den globalen Meeresspiegel um mehr als sieben Meter ansteigen zu lassen. Zwei Studien in "Nature" geben jetzt derart unterschiedliche Auskunft über die Stabilität des Eisschildes in der Vergangenheit, dass sie einer dringenden Aufforderung zu schleunigster Intensivierung der Forschung gleichkommen.

Eine Reihe von Faktoren macht das Spiel unkalkulierbar, das die Menschheit mit ihrem Treibhausgasausstoß angestoßen hat. Zu ihnen gehört der Eispanzer auf Grönland, denn wenn er komplett abschmilzt, steigen die Meeresspiegel rund um die Welt um sieben Meter an. Für die südpazifischen Inselstaaten bedeutet das das definitive Aus, aber auch weite Gebiete der derzeit noch dichtbesiedelten Küsten auf allen Kontinenten werden überflutet werden. Die Frage, ob dieses Extremszenario irgendwann innerhalb der nächsten paar Tausend Jahre eintreten wird, wird derzeit als so spekulativ eingeschätzt, dass die meisten Klimasimulationen nicht mit einem kompletten Abschmelzen des Grönlandeises rechnen.

Alle Indizien und Simulationen sprachen nämlich bislang dafür, dass sich zumindest während der jüngsten 7,5 Millionen Jahre stets Eis auf der größten Insel der Welt befand. Eine Studie in der aktuellen "Nature" zieht diesen Befund jetzt in Frage. "Der Eisschild sieht dadurch höchst unstabil aus", betont Studien-Leiter Jörg Schäfer, der nach seiner Promotion an der ETH Zürich jetzt am Lamont-Doherty-Erdobservatorium der Columbia Universität in New York forscht. Schäfer und seine Kollegen von fünf weiteren US-Forschungsinstituten haben die bislang einzige Gesteinsprobe von der Basis des grönländischen Gletschers untersucht, die durch bis zu drei Kilometer Eis hindurch ans Tageslicht gebracht werden konnte. Es handelt sich um das unterste 1,5 Meter lange Stück des GISP2-Bohrkerns, den ein US-Konsortium im Juli 1993 nach fünf Jahren Bohrtätigkeit auf dem Scheitel des Grönland-Eises barg.

Jörg Schäfer und seine Kollegen suchten im Grönlandgestein nach bestimmten Variationen der Elemente Beryllium und Aluminium, die nur entstehen, wenn die Atome von kosmischer Strahlung bombardiert werden. Im Zentrum Grönlands geht das nur, wenn der Eispanzer über dem Gestein komplett weggeschmolzen ist, sonst wird die Strahlung durch das Eis weggefiltert. Die Analysen ergaben so hohe Werte der entscheidenden Isotope Beryllium-10 und Aluminium-26, dass das Gestein in den vergangenen 1,4 Millionen Jahren mindestens 280.000 Jahre lang kosmischer Strahlung ausgesetzt gewesen sein muss. Die Werte geben keinen Aufschluss darüber, wann der Eispanzer fehlte und ob die 280.000 Jahre aufeinander folgten, oder ob es mehrere kürzere Perioden waren. Doch sie zeigen, dass am Standort von GISP2 der komplette, heutzutage drei Kilometer dicke Gletscher fehlte. Der Befund beunruhigt das Forscherteam. "Wenn das Eis zu Zeiten fehlte, in denen nur natürliche Prozesse wirkten", so Schäfer, "könnten wir es in Zeiten des menschgemachten Treibhauseffektes auch wieder verlieren."

Hundeschlitten und schmelzendes Meereis in Ostgrönland.
Bild: Nature/P. Bierman
Gletscherrand bei Upernarvik mit 3 Meter großem Findling.
Bild: Nature/Paul Bierman
Der Eisschild kurz vor dem Rand bei Kulusuk, Ostgrönland.
Bild: Nature/Paul Bierman
Grönland-Eisschild und Ort der GISP2-Bohrung.
Bild: Erik Gaba, CC BY-SA 3.0

Das letzte Wort in der Eisschild-Debatte hat Schäfer damit allerdings nicht gesprochen. In derselben "Nature"-Ausgabe kommt eine andere Studie über das Grönlandeis zum genau entgegengesetzten Ergebnis. "Der Eisschild hat zumindest während der jüngsten 7,5 Millionen Jahre Bestand gehabt", resümiert Hauptautor Paul Bierman, Glaziologe an der Universität von Vermont. Besonders pikant: Auch er und sein Team haben Beryllium-10 und Aluminium-26 zur Basis ihrer Argumentation gemacht, nur dass sie nicht eine Gesteinsprobe aus dem Grönland-Fels betrachteten. Bierman und seine Kollegen haben Meeressedimente vor der Ostküste Grönlands untersucht, die bei zwei Expeditionen des Internationalen Meerestiefbohrprogramms 1994 und 1995 erbohrt worden waren. Die Sedimente sind nichts anderes als kleingeriebener Grönlandfels, der von Gletschern bis in den Ozean transportiert wurde und dort in regelmäßigen Schichten abgelagert wurde.

In diesen Schichten gibt es über die jüngsten 7,5 Millionen Jahre hinweg keine Unterbrechung der Chronik, wie sie ein komplettes Abschmelzen der Gletscher hätte hervorrufen müssen. Für Bierman steht daher fest, dass das Eis Grönland zumindest in dieser Zeit ziemlich im Griff gehabt haben muss. "Damit stimmen wir überdies mit allen Klimasimulationen überein", so der Glaziologe. Das Problem: Selbst auf einem so schlecht erforschten Feld wie der Klimageschichte Grönlands können nicht gleichzeitig zwei derart gegensätzliche Aussagen gelten.

Ein mögliches Szenario, wie beide Befunde zur selben Zeit gelten könnten, wäre zum Beispiel, dass der GISP2-Standort doch nicht wie bislang angenommen zu denjenigen gehört, an denen sich das Eis am längsten hält. Stattdessen wäre der "Kältepol" auf Grönland eher in dem Hochland im Südosten der Insel zu suchen, dessen Gletscher in Richtung der beiden ODP-Bohrkerne entwässern. Dort hätte sich dann das Eis über den kompletten Zeitraum hinweg gehalten, während es überall sonst abgeschmolzen war. "Auf jeden Fall ist offensichtlich", so Schäfer, "dass wir irgendeinen bedeutenden Faktor im System nicht kennen und wir schleunigst herausfinden sollten, was es ist."

Die Kollegen aus Vermont sind bereits dabei. Nach den Sedimenten im Osten der Insel wollen sie jetzt solche von den Süd- und Westküsten untersuchen, um dort nach den Spuren der Gletscher zu fahnden. Bohrkerne auf dem Eisschild selbst zu gewinnen, ist da schon schwieriger. Die Bohrexpeditionen der Vergangenheit waren außerordentlich teuer und brauchten viele Jahre an Vorbereitungs- und tatsächlicher Bohrzeit. Ein großes Konsortium US-amerikanischer Polarforscher hat daher in den vergangenen Jahren ein mobiles Bohrkonzept entwickelt, mit dem während einer Bohrsaison mehrere Kerne an verschiedenen Stellen gewonnen werden können. Das Konzept wird in diesem antarktischen Sommer auf dem Südkontinent seinen ersten Praxistest in einer polaren Umgebung absolvieren. Möglicherweise kann ein solches Gerät demnächst auch die derzeitig unbefriedigende Probensituation auf Grönland beenden.