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Fahrtenbuch eines Gletschers

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 25.04.2013 16:34

Die Antarktis ist der unzugänglichste Kontinent der Erde und einer ihrer unzugänglichsten Teile wiederum ist der Pine Island Gletscher in der Westantarktis. Ausgerechnet er jedoch scheint besonders schnell in Richtung Südozean zu fließen. Britische Forscher haben jetzt ein preiswertes Sondensystem entwickelt und vom Flugzeug aus auf dem Gletscher installiert, mit dem seine Fließgeschwindigkeit kontinuierlich gemessen werden kann. Auf der Jahrestagung der Europäischen Union der Geowissenschaften stellten sie es vor.

Blick aus dem Forschungsflugzeug auf Pine Island Gletscher. (Bild: BAS/David Jones) Der Pine Island Gletscher auf der pazifischen Seite der Westantarktis gehört mit rund 250 Kilometern Länge und einem Einzugsgebiet von rund 175.000 Quadratkilometern zu den fünf größten Eisströmen der Antarktis. Gleichzeitig ist das Areal eines der unzugänglichsten des ganzen Kontinents, die nächste permanente Forschungsstation ist der britische Stützpunkt Rothera auf Adelaide Island, rund 1300 Kilometer entfernt. Der Gletscher selbst ist so zerklüftet und von Spalten und Rissen durchzogen, dass Flugzeuge nur unter Gefahr landen können - Landexpeditionen sind noch heikler. Und doch blicken Polarforscher mit größtem Interesse und wachsender Sorge zum Pine Island und dem benachbarten Thwaite Gletscher.

Die Fließgeschwindigkeit der Eisströme in der Antarktis zwischen 1996 und 2009. (Bild: Nasa, JPL/Caltech, UCI)Satellitenmessungen legen nahe, dass diese beiden Gletscher besonders aktiv sind. "Der Pine Island Gletscher ist der Teil des antarktischen Eisschildes mit der zurzeit höchsten Beschleunigungsrate", erklärt Hilmar Gudmundsson, Glaziologe beim Britischen Antarktischen Dienst (BAS), "das Eis fließt immer schneller in den Südozean und dadurch steigt der Globale Meeresspiegel." Polarforscher schätzen, dass der Gletscher inzwischen jährlich rund 46 Gigatonnen Eis verliert und damit für rund 0,13 Millimeter der 1,7 Millimeter Meeresspiegelanstieg verantwortlich ist. "Dass die Fließgeschwindigkeit steigt, beunruhigt uns", erklärt Gudmundsson, denn in dem Gebiet liegt genug Eis, um den Meeresspiegel um ein bis zwei Meter steigen zu lassen. Doch genau wissen es die Forscher nicht, denn wegen der schlechten Erreichbarkeit fehlen die Datenreihen, an denen man Veränderungen ablesen kann. Das allerdings ändert sich gerade, denn Gudmundsson und seine BAS-Kollegen haben Messsonden entwickelt, die man mit dem Flugzeug abwerfen kann. "Sie sind 2,5 Meter lang, sehen aus wie Speere und wir nennen sie auch so", erklärt David Jones, Ingenieur beim BAS, der die vergangenen zwei Jahre mit der Entwicklung der "Javelins" genannten Sonden verbracht hat. Die Geräte haben einen massiven Kopf, in dem auch die gut geschützten Sensoren sitzen und einen 1,5 Meter langen Schwanz, der vor allem aus der Kommunikationsantenne besteht. Sie werden aus dem fliegenden Flugzeug abgeworfen und rauschen mit nur einem Fallschirm stabilisiert Richtung Boden.

"Die Eine Sonde des britischen Javelin-Netzwerks im Schnee des Pine Island Gletschers. (Bild: BAS/David Jones)Einschlagsgeschwindigkeit beträgt etwa 160 Stundenkilometer", berichtet Jones. Am Boden werden die Geräte dann abrupt abgebremst, und trotz dieser Schocktherapie waren 28 von 33 Sonden, die Anfang des Jahres abgeworfen wurden, unmittelbar nach der Landung arbeitsbereit. Die platzierten Sonden bilden auf dem Pine Island Gletscher ein Messgitter mit einer Maschenweite von fünf mal fünf Kilometern und decken so ein Gebiet von 50 mal 15 Kilometern ab.  "Wir haben sie mit GPS-Sensoren bestückt, die etwa so genau sind, wie die Einheiten in Handys oder Navigationsgeräten", erklärt David Jones. Damit können sie ihre Position bis auf wenige Meter genau bestimmen. Jeder Sensor tut dies alle vier Stunden und sendet einmal am Tag einen Datensatz mit sechs Positionsbestimmungen über das Iridium-Satellitennetz an die BAS-Zentrale.

Sonden des BAS-Netzwerks Javelin vor dem Einsatz. (Bild: BAS/David Jones)Rund zwei Jahre, so schätzen Jones und Gudmundsson, beträgt die Lebensdauer der GPS-Sonden auf Pine Island Gletscher, dann sind die Batterien erschöpft und die Antennen eingeschneit. Doch bis dahin sollten die Sonden so etwas wie das Fahrtenbuch des Gletschers liefern können, ein detailliertes Bild von Geschwindigkeit und Fließrichtung des Eisstroms. Das System kostet rund 1000 britische Pfund pro Sonde, umgerechnet knapp 1200 Euro. "Wir haben vom NERC zusätzliche Mittel bewilligt bekommen, so dass wir im kommenden Sommer 30 bis 40 'Speere' einsetzen und das Messnetz auf den Thwaites Gletscher erweitern können", erklärt Hilmar Gudmundsson. Der britische Rat für Umweltforschung NERC hatte zuvor schon die Entwicklung gefördert.

Die zerklüftete Oberfläche des Pine Island Gletschers in der Westantarktis. (Bild: BAS/Chris Buckley)Falls die Datensammlung ein Erfolg wird, könnten die einfachen GPS-Sensoren dieser Sondengeneration in der folgenden durch empfindlichere ersetzt werden. "Das würde die Messgenauigkeit um zwei Größenordnungen verbessern", so Gudmundsson, "von bestenfalls einem Meter auf ein paar Zentimeter." Die BAS-Forscher haben eine solche Nachfolgemission für die beiden westantarktischen Gletscher bereits fest im Blick, doch auch für andere unzugängliche Gegenden ist der Einsatz der Speersonden denkbar. "Hier in Wien wurde bereits eine Reihe von Ideen diskutiert", sagt Gudmundsson, "aber wir wollen das systematisch angehen." Das heißt: Erst einmal werden Sonden und Messdaten auf Pine Island Gletscher ausführlich erprobt und dann sieht man weiter.

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