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Überraschendes Treffen unter dem Eisstrom

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 10.02.2015 11:30

Zum zweiten Mal haben Wissenschaftler des WISSARD-Projektes ein Loch durch den Whillans-Eisstrom in der Westantarktis geschmolzen. Nachdem sie im vergangenen Antarktis-Sommer den Whillans-See beprobt hatten, war ihr Ziel in diesem Sommer die Aufsetzzone, in der der Eisstrom den festen Boden verlässt und dem Südozean aufschwimmt. Dabei wurde auch ein Tiefsee-Roboter nach unten geschleust, der unterhalb des Eises eine unerwartete Begegnung hatte.

Der Mikrobiologe Reed Scherer mit einem Sedimentkernstecher mit Meeressediment. (Foto: Northern Illinois University)Überraschend belebt ist die Aufsetzzone des Whillans-Eisstroms in der Antarktis. Wo sich Ozean, Meeresboden und Gletscher treffen, gerieten in der vergangenen Woche Fische verschiedener Arten und zahlreiche Krustentiere der Kamera von Deep-SCINI vor die Linse. Der fast zwei Meter lange torpedoförmige Roboter gehört zum US-amerikanischen WISSARD-Team, das das Geschehen unterhalb des Eisstroms erforscht und dafür inzwischen zwei Bohrlöcher durch den Gletscher geschmolzen hat. Im vergangenen Jahr hatte die Forschergruppe den Whillans-See unterhalb des Eises angebohrt, in diesem antarktischen Sommer die Aufsetzzone des Gletschers, 630 Kilometer vom Südpol entfernt, dran. Durch das Loch wurde der ferngesteuerte Roboter hinabgelassen, um Tauchfahrten durch das an dieser Stelle etwa zehn Meter tiefen Wasser zu unternehmen.

Mit Unmengen an heißem Wasser haben die Eisbohrfachleute des Teams in den ersten Tagen des Januar ein immer tieferes Loch in den 740 Meter dicken Gletscher geschmolzen. Am frühen Morgen des 7. Januar erreichten sie die Unterseite des Eises. Seither wurden die verschiedensten Instrumente hinabgeschleust, um Wasser- und Sedimentproben zu nehmen und Aufnahmen zu machen. Die Fahrt des Tiefseeroboters war der krönende Abschluss. Rund 400 Quadratmeter rings um das Bohrloch suchte Deep-SCINI ab, bevor er wieder emporgezogen wurde. Dabei lockte er offenbar die Fische und Krebse mit seinen Scheinwerfern an, denn eine Kamera, die man zuvor hinabgelassen hatte, zeigte nur Bilder von einer unbelebten Einöde aus Schlick und Kieseln.

Ein Krebstier aus der Ordnung der Amphipoden ging den Forschern ins Netz. (Foto: Northern Illinois University, Reed Scherer)Inzwischen sind die Tiere unterhalb des Eises wieder unter sich, das WISSARD-Team ist zurück in der amerikanischen Antarktis-Station McMurdo und das fließende Eis des Whillans-Eisstroms hat das Bohrloch verstopft. Doch die insgesamt 20 bis 30 Fische, die im Scheinwerferlicht des Roboters auftauchten, haben selbst Geowissenschaftler wie den WISSARD-Chefwissenschaftler Ross Powell von der Northern Illinois University fasziniert. Das größte Tier war etwa 15 Zentimeter lang mit durchscheinender Haut, durch die die inneren Organe zu sehen waren. Andere waren eher schwarz oder orange gefärbt. Hinzu kamen Dutzende von roten Krebstieren. Sie alle leben rund 850 Kilometer vom Eisrand entfernt in völliger Dunkelheit. "Ich bin wirklich überrascht", erklärte der 63-jährige Glaziologe, der sich sein ganzes Berufsleben lang mit der Antarktis beschäftigt hat, "wir hatten bislang den Eindruck, dass diese Zonen ziemlich verlassen seien, weil es kaum Nahrung gibt." Nachdem der Tauchroboter diese Annahme offenkundig widerlegt hat, beginnt jetzt die Suche nach den Nahrungsquellen für das Ökosystem. Denn die großen Tiere, die im Scheinwerferlicht auftauchten, müssen sich schließlich von kleineren ernähren, und an der Basis dieser Nahrungspyramide muss es irgendwelche Mikroorganismen geben, die eine alternative Energiequelle zum Sonnenlicht nutzen.

Diese Einzeller zu finden, wird schwierig werden. Dass Plankton aus dem freien Ozean mit den Strömungen bis an diese Stelle getrieben sein können, halten die WISSARD-Wissenschaftler für ziemlich unwahrscheinlich. Ozeanographische Modelle haben gezeigt, dass die Reise unter dem Ross-Schelf sechs bis sieben Jahre dauern würde. Die Basis der Nahrungspyramide dürfte sich also im Meeresboden befinden, die entsprechenden Mikroben müssen jetzt aus Sedimentproben isoliert werden. Das WISSARD-Team hatte vor dem Tiefseeroboter Deep-SCINI zahlreiche andere Instrumente durch das Bohrloch geschleust, unter anderem Sedimentkernstecher, die die entsprechenden Proben aus dem Meeresboden stanzten. Schwefelwasserstoff, eines der untrüglichen, weil durchdringenden Anzeichen für biologische Aktivität im Boden, haben die Mikrobiologen bei der ersten Begutachtung Sedimentkerne nicht gerochen, eine genauere Untersuchung kann erst in den Universitäts-Labors in den USA stattfinden. Doch mit einem ersten genauen Blick im Camp auf dem Eis konnten die Wissenschaftler bereits erkennen, dass der Meeresboden viel Quarz enthält. Das macht ihn nicht gerade zu einer idealen Umgebung für die üblichen Bakteriengemeinschaften, denn der aus Silizium und Sauerstoff bestehende Quarz ist keine gute Nahrungsgrundlage.

Ein Fisch schwimmt dem Tiefseeroboter Deep-SCINI vor die Kamera. (Foto: WISSARD-Projekt)Fische und Krebse haben den Glaziologen Ross Powell zwar überrascht und gefreut, doch sein eigentliches Interesse gilt der unbelebten Umgebung. Schelfeisgürtel wie das Ross-Schelf sind so etwas wie Dämme, die die Geschwindigkeit kontrollieren, mit der die Eisströme vom antarktischen ins Meer fließen. Die Zone, in der so ein Eisstrom den Untergrund verlässt und auf dem Ozeanwasser aufschwimmt ist kritisch für diesen Prozess. Und das WISSARD-Team hat beim Whillans-Strom genau diese Zone anvisiert. Die Kameraaufnahmen des Meeresbodens zeigten, dass der Schlick übersät war mit Steinen und Kieseln der unterschiedlichsten Größe. "Die findet man normalerweise nicht mehr auf dem Meeresboden in einer solchen Tiefe", so Powell. Die Kraft von Flüssen reicht nicht, schwere Steine weit und tief ins Meer hinauszutragen, so dass sich am Meeresboden vor allem feines Material wie Sande und Tone ansammeln.

Die Steine auf dem Meeresboden vor dem antarktischen Kontinent hat der Whillans-Eisstrom mitgeschleppt. Sie bestehen vor allem aus Granit und Quarz und gleichen dem Material, aus dem das Transantarktische Gebirge besteht. Vermutlich fließt der Whillans-Eisstrom kurz vor der Aufsetzzone über einen Gebirgsrücken und raspelt dort die Granite und Quarze ab. Das würde auch erklären, warum der Eisstrom nicht gleichmäßig fließt, sondern über lange Zeit stillsteht, um sich dann ruckweise zweimal am Tag vorwärts zu bewegen.

Die Glaziologen vermuten, dass die Tide des Südozeans eine Rolle spielt. Bei Flut hebt sie den Eisstrom soweit an, dass er über den Rücken hinwegfließen kann, bei Ebbe bremst das Gebirge. Diese Schübe werden von Eisbeben begleitet, die einem Erdbeben der Magnitude 7 entsprechen. An der Oberfläche des Gletschers merkt man die Erschütterungen nicht, weil sie sich über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten erstrecken. Erdbebenstöße setzen ihre Energie dagegen in der Regel innerhalb von Sekunden bis wenigen Minuten frei.

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