Wissenschaftler planen einen Blick unter das Rosseisschelf

Geschrieben von Dr. Michael Wenger am 25. Juni 2015. Veröffentlicht in Forschung & Umwelt.

Das Rosseisschelf, eine dicke, schwimmende Eiszunge mit der Grösse Spaniens, ist die grösste derartige Barriere rund um Antarktika. Sie verhindert, dass viele Gletscher ungehindert ins Meer fliessen würden. Doch was unter dem Eis liegt, namentlich der Meeresboden, ist noch weitgehend unbekannt. Doch der Boden ist mitbestimmend, wie schnell das Schelf abschmelzen könnte. Das Eis ist für Schiffe unpassierbar und das Wasser unter dem Eis blockiert Radarwellen. «Es ist der unbekannteste Teil Meeresboden der Welt», erklärt Robin Bell, eine Geophysikerin von der Columbia University in New York. Das soll sich nun mit einer neuartigen Untersuchung ändern.

Das Rosseisschelf ist an seiner dicksten Stelle rund 600 Meter dick und darunter liegen nochmals etwa 200 Meter Wasser. Es gehört zu den stabilsten Eisschelfen Antarktikas in den letzten Jahrzehnten. Doch die Ruhe könnte trügerisch sein: Auf der Antarktischen Halbinsel sind viele Eisschelfe plötzlich in Bewegung geraten und schmelzen mit rasender Geschwindigkeit. Prominentestes Beispiel ist das Larsen B Schelf, welches 2002 komplett auseinanderbrach. Helen Fricker, eine Mitverantwortliche der Untersuchung und selbst Gletscherforscherin am Scripps Institut für Ozeanographie in San Diego, möchte Grundlagendaten sammeln, bevor sich das Rosseisschelf plötzlich verändert. «Wir wissen nicht genau, ob sich das Rosseisschelf nicht doch in den nächsten 15 Jahren plötzlich verändern wird», sagt sie.

Das Rosseisschelf ist das grösste Eisschelf Antarktikas. Wie eine Wand aus Eis ragt es aus dem Meer und steht zwischen Schiffen und dem antarktischen Kontinenten. Genährt wird es von Gletschern aus dem Innern des Kontinents. Bild : Michael Wenger

Mit der neuen Untersuchung möchten nun Bell und Fricker einen riesigen weissen Flecken auf der globalen Karte füllen. Sie haben vor kurzem einen Zuschuss erhalten, das Schelf mit Hilfe eines hochsensiblen luftgestützten Schwerkraftdetektors zu untersuchen. Der Sensor entdeckt die kleinsten Veränderungen in der Schwerkraft, d.h. Anstiege, die durch die zusätzliche Masse von Meeresbodenhügeln verursacht werden; oder Abnahmen durch Meeresbodenvertiefungen und Gräben verursacht. Nachdem das Gerät in den Bergen des US-Bundesstaates Vermont getestet wurde, plant das Forscherteam, das Rosseisschelf im Zickzack zu überfliegen. Insgesamt 36 Flüge in zwei dreiwöchigen Kampagnen sind geplant, eine im November 2015, die andere ein Jahr später. Sie hoffen, Unebenheiten, die bis zu 50 Meter hoch sind, kartographieren zu können. Dies bedeutet eine dramatische Verbesserung im Vergleich zu den jetzigen Karten. Denn diese stammen aus den 1970er Jahren und wurden erstellt, indem man kleine Explosionen auf dem Eis verursacht hatte und das Echo aufzeichnete. Das Wissen um die Bodenbeschaffenheit unter dem Schelf könnte Klimaforschern Hinweise geben, wie warmes Meereswasser das Eis von unten her schmelzt, ein Prozess welcher Auswirkungen weit über die Antarktis hinaus haben könnte. Zwar lässt schwimmendes Eis nicht den Meeresspiegel ansteigen, wenn es schmilzt. Aber ein dünneres oder kollabiertes Eisschelf könnte den Weg für die auf dem Kontinenten liegenden Eismassen frei machen, die so in den Ozean gelangen würden und den Meeresspiegel ansteigen lassen. «Entfernt man diesen Korken (das Eisschelf, Anm. d. Red.), fliesst das Eis ungehindert ins Meer... und zwar viel schneller als heute», erklärt Helen Fricker.

Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass die Hauptgefahr für schmelzendes Eis von unten her droht, nicht von oben. Dies aufgrund von warmem Tiefenwasser, welches durch Strömungen von Norden her transportiert wird.

Die Antarktis wird durch den Zirkumpolarstrom umflossen, der in seiner Tiefe wärmeres Wasser im Uhrzeigersinn um den Kontinent transportiert, normalerweise in sicherer Entfernung der Eisschelfe. Doch gemäss einer Studie vom Dezember 2014 hat sich diese Strömung seit den 1970er Jahren erwärmt und treibt viel näher an die Schelfe heran, vor allem an der Antarktischen Halbinsel. Eine neue Karte vom Rosseisschelf könnte zeigen, ob auch da bereits diese Strömung ihren Einfluss ausübt. «Gibt es dort ein Grabensystem, Schluchten oder Täler, in denen das Wasser wie auf einer Strasse zum Kontinent hin fliessen kann», fragt sich Robin Bell. Mit einer höheren Auflösung der Daten können Modellierer die Bedrohung durch Unterwasserturbulenzen, sogenannten Eddies, erfassen. Je rauer die Bodentextur, desto stärker sind diese Eddies und damit fliesst mehr warmes Wasser unter das Eis. Die Karte aus den 70er Jahren zeigt einen relativ glatten Boden. Doch Bell erklärt, dass ein Testflug mit einem älteren Modell des Schwerkraftsensors im letzten November ein anderes, raueres Bild gezeigt hat.

Im Mai 2015 hat das Forscherteam einen US$ 2.2 Million Zuschuss von einer Stiftung erhalten, um den neuen Sensor an Bord von zwei viermotorigen C-130 Herkulestransportern zu bringen. Diese Flugzeuge können weiter fliegen und sind Wetter-resistenter als die normalerweise benutzen Twin-Otter-Maschinen. Der Schwerkraftsensor selbst kann Veränderungen im Milligal-Bereich messen, was einer Schwerkraftänderung zwischen dem Boden und einer drei Meter hohen Leiter entspricht. Um das Projekt endgültig zu finanzieren, wartet Bell nun noch auf die Zusage des US-amerikanischen Forschungsrates für einen weiteren Zuschuss in der Höhe von US$ 3.4 Millionen.