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News: Bohren im Weißen See

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.06.2009 11:14

Die Informationen über die Klimageschichte der Erde fließen unterschiedlich reichhaltig. In manchen Regionen kann man viele Hundert oder gar Tausend Jahre zurück in unglaublicher Detailfülle zurückblicken. Andernorts kann man zwar weit zurückschauen, doch man gewinnt eher einen groben Überblick. Aus manchen Regionen allerdings gibt es beinahe gar keine Informationen, etwa aus der Arktis, wo die vorrückenden und zurückweichenden Gletscher die meisten Informationen ausgelöscht haben. Eine Ausnahme ist der El’Gygytgyn-See im Nordosten Sibiriens. Hier wird im kommenden Jahr ein internationales Bohrprojekt ein weit in die Vergangenheit zurückreichendes Sedimentarchiv erschließen. Das Projekt wird von einem Kölner Geologen koordiniert, der es jetzt auf der Deutschen Polartagung in Münster vorstellte.

Logo El'Gygytgyn-BohrprojektDer weiße See, das bedeutet der tschuktschische Name El’Gygytgyn-See im Deutschen, und der Kratersee weit im Osten Sibiriens trägt diese Bezeichnung zu Recht. Selbst im Juni liegt das Gewässer wie eine weiße Platte inmitten der braunen Tundra, nur an den Rändern ist das Eis weggetaut. „Allerdings ist der See heutzutage im Hochsommer völlig eisfrei, wir haben dann einige Wochen überhaupt keine Eisdecke drauf“, erklärt Martin Melles, Professor für Quartärgeologie an der Universität zu Köln, „das war aber nicht immer so.“ Melles hat ein besonderes Interesse an dem abgelegenen See, obwohl er eine ganze Tagesreise vom nächsten Ort entfernt mitten im Nirgendwo liegt: Der Kölner Geologe will hier die Klimageschichte der Arktis erforschen, denn der nördliche Polarkreis zählt zu denjenigen Regionen, die im Klimasystem der Erde eine besondere Rolle spielen.

Der weiße See
Wie eine weiße Fläche liegt der El'Gygytgyn-See in der braunen Tundra. Foto: S. Quart

Allerdings stößt die Klimageschichtsforschung in der Arktis auf größere Probleme als anderswo, denn hier haben die Eiszeiten mit ihrem Vor- und Zurück der Gletscher alles, was als Archiv hätte dienen können, nachhaltig zerstört. Selbst die berühmten Eisbohrkerne von den grönländischen Inlandsgletschern reichen nur knapp 130.000 Jahre zurück. Die Ausnahme bildet der El’Gygytgyn-See: „Er liegt in einem 3,6 Millionen Jahre alten Meteoritenkrater und dazu in einem der wenigen Gebiete in der Arktis, das unvergletschert geblieben ist“, so Melles. Damit kann man im Sediment des Sees tief in die Vergangenheit blicken. So interessant erscheint der See den Klimaforschern, dass das Internationale Kontinentale Tiefbohrprogramm ICDP rund sieben Millionen US-Dollar bewilligte, damit das Sediment des Sees bis zum darunter liegenden Fels hinab erbohrt werden kann. Zusammen mit Julie Brigham-Grette von der Universität von Massachusetts in Amherst leitet Melles das Projekt. Teilnehmer sind darüber hinaus Wissenschaftler der russischen Akademie der Wissenschaften und zahlreiche Forschungsinstitute in Deutschland und den USA.

Aufbau El'Gygytgyn-SeeSchon die Probekerne, die das Team 2003 aus dem Seesediment gezogen hatte, führten zu überraschenden Ergebnissen. „Diese Kerne umfassen 340.000 Jahre“, erklärt Melles. Damit reichen sie fast dreimal so weit zurück wie die Grönland-Eisbohrkerne. „Wir können aus diesen vorhandenen Sedimenten drei Klimazyklen entschlüsseln, anstatt wie bisher nur einen“, betont der Geologe. Unter diesen Klimazyklen ist auch die Warmzeit, die unserer derzeitigen Holozän genannten Warmzeit voranging. Dieses Eem begann vor 126.000 und ging vor 115.000 Jahre in die bislang letzte Eiszeit, die Würmeiszeit, über. „Man hat lange geglaubt, man könne das Eem als Muster für unsere Warmzeit nehmen“, berichtet Melles, „doch heute sehen wir, dass die Warmzeiten alle unterschiedlich gewesen sind.“ Ein Befund, der im übrigen auch für die wesentlich längeren Kaltzeiten gilt, zwischen die die kurzen Wärmeperioden der jüngsten Erdgeschichte eingeklemmt sind.


 Verglichen mit dem Eem ist das derzeitige Holozän im Bereich des El’Gygytgyn-Sees ein eher kühles Zwischenspiel zwischen den wirklich frostigen Eiszeiten. Das kann nur an Faktoren auf der Erde liegen, denn die Sonneneinstrahlung hat sich in den vergangenen 120.000 Jahren nicht nennenswert verändert. „Wir müssen damals einfach eine andere atmosphärische Zirkulation gehabt haben“, fasst Martin Melles derzeitige Erklärungsmodelle zusammen. Möglicherweise kamen damals die Hauptluftmassen aus dem Süden und brachten entsprechende Energie mit in den Nordosten Sibiriens. Heute liegt der See im Einflussbereich von Luftmassen, die aus dem Norden und aus dem Westen kommen, also polare Kälte heranführen.

Bohren im Eis, kleinBohren im sibirischen Frühjahr ist kein Zuckerschlecken. Foto: Uni Köln, V. Wennrich

Auch während der früheren Kaltzeiten haben Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation zu teilweise drastischen Unterschieden geführt. Manche Perioden waren extrem trocken, so dass die Algen im See trotz einer Eisdecke das einfallende Sonnenlicht zum Leben nutzen konnten. Zu anderen Zeiten lag auf dem Eis aber noch eine dicke Schneeschicht, weil feuchtere Luft über den El’Gygytgyn-See transportiert wurde. In diesen Zeiten fiel die Algenproduktion auf ein Minimum, weil kaum Licht in den See drang. Grund war auch hier eine Änderung der atmosphärischen Zirkulation. „Feuchtigkeit bekommen wir in den Kaltzeiten vor allem vom Pazifik“, erklärt Melles, „wenn man von dem See nach Osten geht, in der Nordpazifik, dann liegt da eigentlich die entscheidende feuchte Quelle. Und das heißt, die Luftmassen müssen aus der Richtung gekommen sein.“

 Bohren auf Eis, klein

Bei pfeifendem Wind errichteten das Team die Bohranlage auf dem Eis. Foto: Awi Potsdam, G. Schwamborn

Die bisher gezogenen Kerne sind nur eine Probe für die eigentliche Bohrkampagne, die im Frühjahr 2009 starten soll. Die Vorbereitungen dafür sind bereits angelaufen, „denn“, so Melles, „wir brauchen da ein festes Camp. Temperaturen von minus 20 oder 30 Grad können Sie nicht im Zelt durchstehen“. Solange die sibirische Tundra noch gefroren und daher befahrbar ist, bringen Schlitten und LKW Material und Ausrüstung von der nächsten Ortschaft Pivek zum 260 Kilometer entfernten See. „Wir müssen alles mitbringen, denn dort gibt es keine Infrastruktur“, so Melles. Im nächsten Jahr wird dann auf der rund 1,20 Meter dicken Seeeisdecke ein Bohrturm errichtet, der durch die insgesamt 400 Meter mächtigen Sedimente bis hinunter zum Gestein des Meteoritenkraters bohren wird. Rund 1500 Meter Bohrkerne wollen die Geologen an zwei Orten auf dem See ziehen. Dafür muss der Bohrturm in der Mitte der Saison einmal umziehen.

Bohrfloß„Unser Zeitplan ist äußerst dicht“, räumt Melles ein, „wir werden frühestens im Februar auf die Seeeisdecke können und gehen davon aus, dass wir Mitte Mai das Eis wieder verlassen müssen, weil dann das Schmelzen einsetzt.“ In den wenigen Wochen dürfen dem Bohrteam keinerlei Frühjahrsstürme oder andere Wetterkapriolen in die Quere kommen, es darf technisch nichts schief gehen und auch das Eis muss mitspielen. Aber wenn alles klappt, bringt das internationale Team vom weißen See im Nordosten Sibiriens einen weltweit einzigartigen Schatz mit.

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