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Polarforschung vom heimischen Schreibtisch aus - Geophysiker der Universitaet Muenster untersuchen Klimaveraenderungen in der Antarktis

erstellt von redaktion zuletzt verändert: 23.08.2007 14:35

Die Polarforscher vom Institut fuer Geophysik der Universitaet Muenster brauchen kein kostspieliges Forschungsschiff, keine grosse Forschungscrew, ja noch nicht einmal einen Eskimopelz. Zusammen mit Vermessungskundlern der Technischen Universitaet Dresden entwickeln sie derzeit ein Verfahren, das ihnen Erkenntnisse ueber die polaren Eisschilde direkt auf den Schreibtisch liefert.

Im Zentrum des Projektes steht der antarktische Weddellmeer-Sektor. Waehrend am Nordpol nur Eismassen auf dem Ozean schwimmen, liegt der Eispanzer des Suedpols auf einer Festlandsmasse. Am Rand dieser Eismasse sitzt das so genannte Schelfeis. Es wird von Meerwasser unterspuelt und bildet den Uebergang vom Inlandeis zum Meer. Enorme Eismassen brechen hier ins Meer ab und treiben als Eisberge nach Norden.


(c) Foto: National Oceanic & Atmospheric Administration

"Das Schelfeis liefert den Schluessel zum Verstaendnis der globalen Klimaveraenderungen", betont Prof. Dr. Manfred Lange, Leiter des Forschungsprojektes und Direktor des Instituts fuer Geophysik. Wie jedes Eis sei auch das antarktische nicht statisch, es bewege sich im Laufe der Jahre in Richtung der Schelfeise, um ins Meer zurueck zu fliessen. "Die Schelfeise stellen eine Art Ausflussbecken dar", meint Lange. Durch den Eisverlust wuerden sie den antarktischen Schneefall wieder ausgleichen und somit eine entscheidende Rolle fuer die Regulation des antarktischen Massenhaushaltes spielen.

Die Bewegungen des Eises lassen sich anhand von Satellitenaufnahmen nachvollziehen. Sie aehneln stark dem Laufe eines Flusses. Wie ein Flussdelta muendet das Eis schliesslich in die Schelfeise. "Nur sehr viel langsamer", so Lange. Das Eis fliesse im Inland nur rund einen Meter pro Jahr, an den Schelfeisen immerhin mit bis zu 1000 Meter pro Jahr. Insgesamt verlagere sich dabei der Massenhaushalt - also das Gleichgewicht zwischen Massengewinn durch Schneefall und Massenverlust durch die Schelfeistafeln - mit steigender Erderwaermung immer mehr in Richtung eines Massengewinns. "Das Schmelzen der Polkappen ist ein weit verbreiteter Irrtum", so Lange. Bei einer zunehmenden Erwaermung der Erdatmosphaere enthalte die vom Aequator zu den Polen stroemende Luft mehr Feuchtigkeit, so dass der Schneefall an den Polen zunehme und sich die Masse des antarktischen Eises vergroessere. Erst mit einer zunehmenden Erwaermung der Ozeane selbst sei ein Abschmelzen der Polkappen zu befuerchten: "Dann droht sich der gesamte West-Antarktische Eisschild von der Inlandeismasse zu loesen."


(c) Foto: Conrad Stein Verlag

Umso deutlicher wird die Wichtigkeit der Schelfeise als Regulatoren des antarktischen Massenhaushaltes. Wie viel Eis tatsaechlich vom Inland zu den Schelfeisen fliesst, will das Forschungsteam nun klaeren. Aufschluss ueber den so genannten Massendurchsatz sollen zum einen die Fliessgeschwindigkeit und zum anderen die Maechtigkeitsverteilung des Eises an der Grenze zwischen Inlandeis und Schelfeis geben. Diese Zone wird als Aufsetzzone bezeichnet, da hier das Schelfeis an der Festlandeismasse aufsitzt. "Im Verlaufe dieser Zone macht die Bewegungsart des Eises einen grundlegenden Wandel durch", betont Lange. Das Inlandeis sitze auf einer felsigen Festlandsmasse auf, welche den Fluss der tiefer liegenden Eisschichten enorm verlangsame. Im Schelfeis dagegen sei die Fliessgeschwindigkeit entlang der gesamten Tiefe des 100 bis 1000 Meter dicken Eises konstant.

Die Aufsetzzone erstreckt sich ueber einige hundert Meter bis mehrere Kilometer. Ihr genauer Verlauf laesst sich anhand von Satellitenmessungen bestimmen, da sich die Schelfeise mit den Gezeiten auf und ab bewegen. Der Massendurchsatz im Bereich der Aufsetzzone - also die Fliessgeschwindigkeit und die Maechtigkeitsverteilung des Eises - soll fuer etwa 60 Laengengrade im Weddellmeer-Sektor bestimmt werden. Dazu nutzen die Forscher die so genannte Radar-Interferometrie, bei der elektromagnetische Strahlen von Satelliten auf die Oberflaeche des Eises gesandt und deren reflektiertes Signal wieder vom Satelliten erfasst wird. Dies erlaubt die Bestimmung der Fliessgeschwindigkeit des Eises. In einem weiteren Verarbeitungsschritt gehen diese Daten wiederum in nummerische Modellierungsverfahren ein. Spezielle in Muenster entwickelte Computerprogramme koennen von der Fliessgeschwindigkeit auf die Maechtigkeitsverteilung und damit auf den Massendurchsatz des Eises schliessen. Dabei beruecksichtigen sie auch den Wandel der Fliessgeschwindigkeit des Eises.

"Die Methode ermoeglicht mit vergleichsweise wenig Aufwand eine kontinuierliche und flaechendeckende Erfassung des Massenhaushaltes", betont Lange. Konventionelle Verfahren wie zum Beispiel Radar- oder GPS-Messungen seien zwar sehr hilfreich, aber stets an aufwaendige und kostspielige Expeditionen gebunden. Das Projekt DYMEKA - Dynamik und Massenhaushalt des Eises im Kuestenbereich der Antarktis - laeuft seit Beginn des vergangenen Jahres. "Die Programme sind fertig. Wir geben jetzt die ersten Daten ein", so Lange. Erste Ergebnisse erhoffen sich die Forscher in rund einem halben Jahr. Gefoerdert wird das Projekt vom BMBF und der DFG bis Ende 2005. Bis dahin moechten die Forscher allerdings doch einmal die heimischen Bueros verlassen, um vor Ort die Leistungsfaehigkeit des entwickelten Verfahrens mittels konventioneller Verfahren zu bewerten.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie hier.

Pressemitteilung der Westfaelischen Wilhelms-Universitaet Muenster, 14.10.2004