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Bohren in der Vergangenheit eines Eisschildes

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 30.07.2012 17:57

Die Anzeichen mehren sich, dass Teile der Eismassen an den Polen in Bewegung geraten und abschmelzen. Auf der antarktischen Halbinsel zerbrechen Eisschelfe, die die Gletscher auf dem Festland wie Mauern vor dem Abfließen bewahren, und die ersten Eisströme beschleunigen bereits. Die größte Sorge der Polarforscher gilt allerdings der Westantarktis, deren Eispanzer zum größten Teil auf Meeresboden aufsitzt und so direkten Angriffen des sich erwärmenden Ozeanwassers ausgesetzt ist.

Schelfeis in der Amundsensee (Bild: Nasa)."Wir wissen nicht", erklärt der Geophysiker Karsten Gohl vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, "wie sich dieser Eisschild verhält, wenn Ozeanströmungen sich erwärmen, die Ozeanströmungen Schmelzprozesse unter dem Eis beschleunigen, aber auch wenn die Oberflächentemperaturen sich erhöhen." Mit einem Projekt im Rahmen des Internationalen Meerestiefbohrprogramms wollen Gohl und bislang 16 Kollegen aus Deutschland, den USA und Großbritannien in der Amundsensee vor der pazifischen Küste der Antarktis Bohrkerne aus dem Meeresboden holen. 

Die Sedimente sollen Aufschluss über das Verhalten des westantarktischen Eises in der Vergangenheit geben, als die Bedingungen ähnlich waren wie die, die für die kommenden Jahrzehnte erwartet werden. "Es gibt mehrere Epochen in der Erdgeschichte, die uns belegen, dass solche Zustände schon öfters vorhanden waren", sagt Gohl, "wir wollen sehen: Ist der westantarktische Eisschild in solchen Zeiten abgeschmolzen, ganz oder teilweise? Und was sind die Prozesse, die dazu geführt haben, um dann Vorhersagen treffen zu können, wie sich der Eisschild möglicherweise in den nächsten paar 100 Jahren verhalten wird."

Karte der Antarktis (Bild: Wikipedia/sansculotte).Die Frage ist existenziell für einen großen Anteil der Weltbevölkerung. Schon jetzt leben grob geschätzt rund 200 Millionen Menschen in Küstengebieten, die auf Höhe des Meeresspiegels oder nur wenige Meter darüber liegen. Für das Ende des Jahrhunderts wird damit gerechnet, dass es 600 Millionen sind. Der westantarktische Eisschild ist zwar mit rund 25 Millionen Kubikkilometern nur der kleinste der drei polaren Eiskappen, doch das Eis würde geschmolzen und in die Ozeane geflossen für einen Anstieg des Meeresspiegels von je nach Schätzung 3,3 bis sechs Metern reichen. Das könnte je nach Umständen durchaus im Zeitraum der nächsten 100 bis 300 Jahren passieren. "Im Vergleich zu anderen geologischen Zeiträumen ist das kurz", meint Gohl. Und tatsächlich würde ein auch nur drei Meter höherer Meeresspiegel Hunderte von Millionen Menschen vertreiben.

Auseinanderbrechendes Schelfeis in der Amundsensee, gesehen vom Nasa-Erdbeobachtungssatelliten Aqua (Bild: Nasa)."Interessant sind vor allen Dingen die Zustände innerhalb der letzten 5 Millionen Jahre, weil diese sich gut analysieren lassen", sagt Gohl. Dann ist die Chance gut, ausreichend Sediment zu finden, das man bearbeiten kann. Mikrofossilien geben Aufschluss über die Bedingungen vor der antarktischen Küste. Gohl: "Wie warm ist das Wasser gewesen, gab es Warmwassereintrag auf dem Schelf, ist das Schelf eisfrei gewesen, weil natürlich eine gewisse Planktonblüte in den Sommermonaten entsteht." Das Mikroplankton verrät den Forschern so viel, weil die winzigen Lebewesen sehr genaue Vorstellungen von der Wassertemperatur haben, in der sie leben wollen. Man kann im Prinzip jeder Wassertemperatur bestimmte Planktonarten zuordnen und so auch nach Millionen von Jahren eine Vorstellung der damaligen Umgebung erhalten. "Daraus kann man ableiten, ob es ein Eisschelf gegeben hat oder nicht", erklärt Karsten Gohl, "gab es Meereis, was zum großen Teil nur möglich ist, wenn es auch Schelfeise gegeben hat." Schelfeise wiederum kommen auch nicht aus dem Nichts, sie gehen mit einem Eisschild auf dem Kontinent einher.

Die Forscher hoffen, 2015/16 mit dem amerikanischen Bohrschiff Joides Resolution zum Zuge zu kommen. Das wäre dann bereits im Rahmen des neuen Ocean Discovery-Bohrprogramm, das nach heftigen Geburtswehen offenbar doch lückenlos an das 2013 auslaufende Ocean Drilling-Programm anschließen wird. Es wird sicher keine leichte Expedition, denn das Bohrschiff ist nicht eisfest. Selbst im antarktischen Hochsommer, im Januar bis März also, muss man in der Amundsensee mit Meereis oder zumindest mit Eisbergen rechnen. Unter Umständen wird die Joides Resolution daher Unterstützung durch ein eisbrechendes Schiff, möglicherweise die deutsche "Polarstern" selbst, erhalten. Wenn allerdings viele Eisberge unterwegs sind, hilft auch der stärkste Eisbrecher nicht. "Wenn die Eisberge anfangen zu driften und dem Schiff zu nahe kommen, dann muss eine Bohrung abgebrochen werden, was schon oft genug passiert ist, gerade in polaren Gebieten", sagt Gohl.

Ein Eisberg driftet durch die Amundsensee (Bild: NOAA).Zunächst aber müssen noch intensive Vorbereitungsarbeiten geleistet werden, um die knappe Zeit in der Antarktis von nur acht Wochen bestmöglich zu nutzen. Denn außer geophysikalischen Daten liegt über die pazifische Antarktikküste nichts vor. Dennoch ist der Awi-Forscher optimistisch: "Unser Antrag ist bislang recht positiv begutachtet worden. Wir sind guten Mutes, dass es irgendwann einmal zu einem Bohrprojekt kommt."