07.12.2022

Schnelle Eisströme im Radar-Blick

Mehrere tausend Meter tiefe Strukturen im Inneren des Grönland-Eisschilds abgebildet.

Große Eisströme können ihre Aktivität innerhalb von wenigen tausend Jahren einstellen und den schnellen Eis­abtransport auf andere Gebiete des Eisschildes verlagern. Das zeigt die Rekonstruktion zweier Eisströme auf Basis von eisdurchdringenden Radarmessungen im grönländischen Eisschild von Forschende unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts. Das ist von globaler Bedeutung. Denn wie schnell der Meeres­spiegel zukünftig ansteigt, hängt unter anderem stark davon ab, wie dynamisch oder stabil der grönländische Eisschild ist, der seit dem Jahr 1900 durch seinen Masseverlust bereits etwa vierzig Millimeter zum Meeresspiegel­anstieg beitrug.

Abb.: Messkampagne mit dem Ultra-Breitband-Eisradar. (Bild: T. Binder, AWI)
Abb.: Messkampagne mit dem Ultra-Breitband-Eisradar. (Bild: T. Binder, AWI)

Neben Schmelze an der Oberfläche und Unterseite verliert er Masse über Eisströme. Ehemalige Verläufe der Ströme lassen sich an den mittlerweile gletscher­freien Gebieten am Rand gut rekonstruieren, da die hinter­lassenen Landformen hier sichtbare Hinweise liefern. Über die Aktivität vergangener Eisströme im Inneren des grön­ländischen Eisschilds ist bisher jedoch wenig bekannt, da diese Umgebung nur schwer zu untersuchen ist. Daher bedarf es modernster Messtechnik wie hochauf­lösende Radarsysteme, die mehrere tausend Meter tiefe Strukturen im Inneren des Eisschilds abbilden können. Diese Bilder konnten Forschende des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeres­forschung im Rahmen eines Projektes zur Rekonstruk­tion vergangener Eisströme in Kooperation mit Paul Bons von der Universität Tübingen mit Methoden der Struktur­geologie auswerten.

„Mit unseren eisdurch­dringenden Radar­messungen können wir zeigen wie schnell sich das Eistransport­system des grönländischen Eisschildes neu konfiguriert. Große Eisströme können sich innerhalb von wenigen tausend oder sogar mehreren hundert Jahren abschalten und in anderen Regionen ähnlich schnell neu entstehen. Dass sie sich in dieser Geschwindigkeit verändern, war bisher völlig unbekannt“, berichtet Glaziologe Steven Franke. Der Eisabtrans­port durch Fließen im festen Zustand – nicht durch Abschmelzen – ist eine eis­dynamische Komponente, die bei Prognosen über den Beitrag des grönländischen Eisschilds zum Anstieg des Meeresspiegels unter den diversen zukünftigen Klima­szenarien stärker in Betracht gezogen werden muss. Die aktuellen Eisschild­modelle können nur Prozesse einbeziehen, die auch gut verstanden sind. Bisher mangelt es jedoch an Beobach­tungen zu der Unbeständigkeit von Eisströmen, die daher in den Modellen noch nicht erfasst ist. Die durch das Radar sichtbar gemachte Fließ­geschichte des Eises liefert nun Hinweise zur zeitlichen und räumlichen Entwicklung dieser Dynamik.

Die neuen Daten stammen von Flugkampagnen mit dem AWI-Forschungs­flugzeug Polar 6 sowie der Nasa-Operation IceBridge aus dem zentralen nordöstlichen Grönland, wo heutzutage nur sehr niedrige Fließ­geschwindigkeiten des Eises zu beobachten sind. Das Forschungsteam entdeckte gleich zwei Paleo-Eisströme, die in der Vergangenheit aktiv waren und aktuell unter mehreren hundert Metern Eis verborgen liegen. Die Analysen zeigen, dass diese Eisströme bis in das Holozän aktiv waren und weit in das zentrale nordost-grönländische Inlandeis hinein­reichten. 

„Die Radarsignaturen eines der beiden Paleo-Eisströme, mit deren Hilfe wir die vergangene Eisstrom­aktivität rekonstruieren konnten, ist der des riesigen, heutzutage aktiven North East Greenland Ice Stream (NEGIS) verblüffend ähnlich“, sagt Glazio­login Daniela Jansen, Leiterin des Projektes zu vergangenen Eisströmen. Diese Entdeckung ließe möglicher­weise Rückschlüsse auf das zukünftige Verhalten des NEGIS zu, über dessen Entstehung und Stabilität es große Debatten gibt. Die konkreten Beobach­tungen ermöglichen es den Forschenden, die Mechanismen detaillierter zu verstehen, die Eisströme erzeugen und beeinflussen. So können sie zukünftig besser in Modellen abgebildet werden, die vorhersagen wie die Eisschilde der Erde auf die globale Erwärmung reagieren. 

AWI / JOL

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