15. Mär. 2020
Blick auf das Getz-Eisschelf vor der Westantarktis

Blick auf das Getz-Eisschelf vor der Westantarktis

Der antarktische Kontinent ist nahezu komplett von Schelfeis umgeben, riesigen Eisflächen, die vom Festland auf das Wasser fließen und dort aufschwimmen. Die Schelfe wirken wie Dämme, die die großen Eisströme aus dem Inneren des Kontinents bändigen. Zerbrechen sie, nehmen die Eisströme auf dem Kontinent Fahrt auf. Ein großes Team von Polarforschern hat jetzt an Eisschelfen der Westantarktis genauer die Belastungen untersucht, denen die Schelfe durch das Meerwasser ausgesetzt sind.

Die größte Gefahr droht den Schelfeisgebeiten von unten. Warmes Ozeanwasser schmilzt das Eis, das oft einige Hundert Meter dick wird, von unten ab, ohne dass das an der Oberfläche sichtbar wird. Die ausgedünnten Stellen im Eis sind geborene Schwächezonen, an denen die scheinbar so stabilen Schelfe zerbrechen. Am schnellsten Eisstrom der Westantarktis, dem Thwaites-Gletscher hat ein großes internationales Forscherteam das automatische Forschungs-U-Boot "Ran" der Universität Göteborg unter das Schelfeis geschickt, um die Strömungsverhältnisse zu protokollieren. "Wir haben Strömungen gemessen, die beträchtliche Wärmeenergie unter die Schelfe transportieren", berichtet die schwedische Ozeanographin Anna Whalin. Das an sich wäre noch nicht beunruhigend, denn das vergleichsweise warme Ozeanwasser ist auch sehr salzhaltig und damit schwerer als das kalte mit viel Schmelzwasser gemischte Wasser in Eisschelf-Nähe. Durch den Dichteunterschied würde das frischere Wasser das Eis wie eine Isolierung vor dem warmen Ozeanwasser schützen.

Blick auf den Thwaites-Gletscher in der Westantarktis.

Blick auf den Thwaites-Gletscher in der Westantarktis.

Bild: NASA ICE (CC0)
Fließgeschwindigkeit von Thwaites- und Pine-Island-Gletscher.

Fließgeschwindigkeit von Thwaites- und Pine-Island-Gletscher.

Bild: ESA (CC BY 3.0)
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Blick auf den Thwaites-Gletscher in der Westantarktis.

Bild: NASA ICE (CC BY 3.0)

Fließgeschwindigkeit von Thwaites- und Pine-Island-Gletscher.

Bild: ESA (CC BY 3.0)

"Wir haben allerdings gesehen, dass beide Wassermassen sich infolge der Bathymetrie mischen", so Whalin. Die Oberfläche des Meeresbodens lenkt die Meeresströme offenbar so, dass die natürliche Schichtung des Wassers durchbrochen wird. "Und wenn man die Wassermassen mischt, haben wir einen permanenten Energietransport direkt an das Eis, und so kann viel mehr Eis geschmolzen werden", erklärt die schwedische Wissenschaftlerin. Allerdings geschieht dieses stärkere Abschmelzen nicht auf breiter Front, sondern eher in lokalen Brennpunkten. Die Aufnahmen des AUV "Ran" haben gezeigt, dass die Unterseite des Thwaites-Schelfs ausgesprochen unregelmäßig ist. "Es war viel komplexer als wir gedacht hatten", sagt die Glaziologin Erin Pettit von der Oregon State University. Manche Teile der Unterseite glichen sanft gerundeten Hügellandschaften, andere wieder wie mit dem Messer gezogenen Klippen. "Und diese Klippenstrukturen zeigen unserer Ansicht nach die Stellen, an denen es zu stärkerem Abschmelzen des Schelfs kommt", so Pettit.

Weitere Forschungen von Anna Whalin am Getz-Eisschelf, das nicht weit entfernt vom Thaites-Schelf liegt, haben allerdings auch ergeben, dass es durchaus Unterwasserprofile gibt, die das Abschmelzen des Eises verlangsamen. Das Team schreibt in einem Bericht in "Nature", dass der größte Teil des warmem Wasserstroms aus dem Ozean schon an der Eiskante des Schelfs abgelenkt wird, wenn diese ein Stufenprofil besitzt. Die Forscher hatten drei Dauerbeobachtungsstationen vor dem Getz-Schelf aufgebaut und zwei Jahre lang die Strömungen dort messen lassen. Das Ergebnis: Das Treppenprofil hindert die von den Winden angetriebene Oberflächenströmung, die rund 70 Prozent der Wärmeenergie trägt, daran tiefer unter das Eis zu dringen. Das ozeanische Tiefenwasser allerdings, das am Thwaites-Gletscher nagt, kann auch dieses Hindernis unterlaufen und tief unter das Getz-Schelf gelangen.

Am Thwaites-Schelf wollen Erin Pettit und ihre Kollegen jetzt mit dem Eisradar herausfinden, wo sich auf dem riesigen Schelfeis Schwächezonen befinden, die durch solche Schmelz-Hot-Spots entstanden sind. "Es gibt Stellen im Schelf, die sind nicht mehr als 200 Meter dick, während der Rest des Eises 300 oder 400 Meter misst. Diese sind an der Oberfläche nicht zu sehen, aber wir gehen davon aus, dass sie sich zu Schwächezonen des Eises entwickeln", so Erin Pettit. An solchen Stellen dürften die Risse und Klüfte im Eisschelf beginnen, an denen es auseinanderreißen und letztendlich zerbrechen wird. Der Zusammenbruch dieses Schelfeisgebiets wird ernste Folgen haben. Wenn der Thwaites-Gletscher abfließt, droht ein Anstieg des Meeresspiegels um etwa drei Meter.