Ursache für lange, potenziell schädliche Kanäle auf den antarktischen Eisschelfeisschelfen gefunden.

Große Felshügel tief unter den Gletschern können riesige Kanäle auf der Eisoberfläche verursachen – auch wenn die Hügel unter zwei Kilometern Eis liegen.

Gletscher in der Antarktis sind abgelegen und schwer zu untersuchen, was bedeutet, dass vieles über ihr Verhalten unbekannt ist. Aufgrund dieser Wissenslücken können Wissenschaftler nicht sicher sein, wie sie auf den Klimawandel reagieren werden.

Mit neuer Technologie sind Forscher jedoch in der Lage, sie genauer als je zuvor zu untersuchen, selbst wenn sie durch kilometerdicke Gletscher blicken, um Prozesse an ihren Basen zu beobachten.

Das Team, zu dem auch Forscher von Universitäten in Großbritannien und den USA gehörten, nutzte ein in Flugzeugen montiertes Eisdurchdringungsradar, um durch den Gletscher zu blicken und herauszufinden, was an seiner Basis passiert.

In einer heute in Nature Communications veröffentlichten Studie haben Forscher unter der Leitung des Imperial College London einen riesigen 130 Kilometer langen Kanal (die Entfernung zwischen London und Birmingham) auf der Oberfläche eines antarktischen schwimmenden Eisschelfs mit der Landschaft zwei Kilometer unterhalb des Eisschildes stromaufwärts verbunden.

Der Kanal und die damit verbundenen Merkmale auf der Eisoberfläche gelten als ein Punkt der Instabilität auf dem Schelf. Wenn das Oberflächeneis schmilzt, läuft das Wasser vorzugsweise diese Merkmale herunter, wodurch ein tieferer Kanal herausgearbeitet wird und weitere Schwächen entstehen.

Identifizieren von Instabilitäten

Oberflächenkanäle des Eisschelfs sind in der gesamten Antarktis zu sehen, so dass der in der Forschung aufgedeckte Prozess wahrscheinlich an der Tagesordnung ist. Jetzt, da die Ursache identifiziert wurde, können Forscher ähnliche Kanäle für Anzeichen von Instabilität an anderer Stelle in der Antarktis untersuchen, insbesondere in Regionen, die bekanntlich anfällig für Veränderungen sind.

Projektleiter Professor Martin Siegert vom Grantham Institute – Climate Change and the Environment at Imperial, sagte: „Diese Erkenntnis wird uns helfen, potenzielle Regionen der Antarktis zu identifizieren, die aufgrund der Kanalisierung des Schelfeises ein erhöhtes Änderungsrisiko aufweisen könnten. Es erinnert uns auch daran, dass wir unterirdische Prozesse nicht ignorieren können – auch wenn sie an einigen der abgelegensten Orte der Erde unter zwei Kilometern Eis liegen.“

Er fügte hinzu: „In den letzten Jahren wurde festgestellt, dass die Oberflächenschmelze auf den antarktischen Eisschelfen geschmolzen ist, und eine weitere Erwärmung der atmosphärischen Bedingungen würde zu einem Anstieg der Werte führen – was die Notwendigkeit noch verstärkt, die globale Erwärmung auf 1,5°C über dem vorindustriellen Niveau zu halten“.

Das Eis zurückhalten

Die Region, die das Team untersuchte – zentriert auf dem Foundation Ice Stream – ist einer der ärmsten bekannten Teile der Antarktis, nahe dem Rand des „geerdeten“ Eisschildes, der nicht auf Wasser, sondern auf dem Land liegt. Das geerdete Eisschild speist Eis in den Ozean und trägt so zur Veränderung des Meeresspiegels bei.

Das Eisschild wird von den schwimmenden Schelfeisschelfen zurückgehalten, die eine „Rückenkraft“ bereitstellen, um die Geschwindigkeit des geerdeten Eises zu reduzieren. Schwäche im schwimmenden Eisschelf kann daher zu einem beschleunigten Abfluss des geerdeten Eises und einem Anstieg des Meeresspiegels führen.

Der Foundation Ice Stream ist auch die Art von Gletscher, der Wasser an seiner Basis haben kann, das zwischen dem Boden des Gletschers und dem darunter liegenden Gestein fließt. Das Team fand heraus, dass, als die Basis des Gletschers an der gleichen Stelle auf einen großen einsamen Hügel traf, an dem er zu schweben beginnt, eine Lücke unter dem Eis stromabwärts des Hügels entstand.

Diese Lücke wurde durch Wasser aus der Umgebung des Gletschers geschlossen, das eine Hohlbeitel nach oben in das Eis ritzte. Diese Hohlbeitel war an einigen Stellen 800 Meter hoch und führte zu dem ausgedehnten Kanal, der auf der Eisoberfläche zu sehen war.

„Hartgestein-Landformen erzeugen 130 km Schelfeiskanäle durch Wasserfokussierung in basalen Wellen“ von Hafeez Jeofry, Neil Ross, Anne Le Brocq, Alastair Graham, Jilu Li, Prasad Gogineni, Mathieu Morlighem, Thomas Jordan & Martin J. Siegert wird in Nature Communications veröffentlicht.

Mehr Informationen:
Hafeez Jeofry et al. Hard Rock Landformen erzeugen 130 km Schelfeiskanäle durch Wasser, die sich auf basale Wellen konzentrieren, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06679-z

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