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Unter dem ostantarktischen Eisschild verbirgt sich ein See, dessen jüngste Wasser mindestens 400.000 Jahre alt sind. Glaziologen der Bayerischen Akademie der Wissenschaften erforschen ihn. |
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MÜNCHEN. Sechsmal so groß wie der Genfer See ist der Wostoksee mit seinen 15.690 Quadratkilometern. Doch er versteckt sich unter 3700 bis 4300 Metern Eis dort, wo der Druck der Eismassen von oben und die Erdwärme von unten das Wasser trotz einer Temperatur von minus drei Grad zum Schmelzen bringt. Im Internationalen Polarjahr arbeiten Wissenschaftler der Kommission für Glaziologie der Bayerischen Akademie zusammen mit dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven federführend an einem interdisziplinären Programm mit, das diesen und andere Seen unter dem Eis untersuchen soll. Die ersten Ergebnisse über die physikalischen und dynamischen Bedingungen des Wostok Sees liegen nun vor. Sie werden in den renommierten Fachzeitschriften „Earth and Planetary Science Letters“ und „Geophysical Research Letters“ publiziert.
Noch vor 15 Jahren ahnte man nichts von den Wassermassen unter dem Eis und ihrer Bedeutung. Erst 1996 wurde der Wostoksee auf alten Radarmessungen in der Ostantarktis entdeckt, in den folgenden Jahren ortete man 150 weitere. Mittlerweile vermuten Wissenschaftler, dass viele subglaziale Seen wie in einem riesigen unterirdischen Kanalsystem zusammengeschlossen sind und zum Teil als Quelle, Auffangbecken und Schmiermittel für schnelle Eisströme fungieren, die in Richtung Meer drängen. Wie schnell der Meeresspiegel infolge der Klimaerwärmung ansteigt, könnte unter anderem mit der Aktivität dieser Ströme zusammenhängen. In den Berechnungen des UN-Klimareportes aus dem Jahr 2007 sind sie jedoch noch nicht berücksichtigt.
Bewegung unter dem antarktischen Eisschild
„Durch die Erkenntnis, dass ein Austausch zwischen den Seen und auch eine Drainage von Seen in den Ozean stattfinden, hat sich die Diskussion um den Einfluss subglazialer Wassermassen auf die Verhältnisse in der Antarktis intensiviert“, sagt Christoph Mayer von der Kommission für Glaziologie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. Im Vordergrund stehe daher nicht mehr das Anliegen, einen extremen und von Menschen bislang unberührten Lebensraum zu erkunden durch die ausgeprägte Zirkulation im Wostoksee wird Schmelzwasser von der Eis/Seegrenze in das Seevolumen gemischt und so langsam, aber kontinuierlich auch Nährstoffe, Salze, Staub und potentiell Mikroben eingetragen. 400.000 Jahre dauert es, bis eine Schneeflocke von der Oberfläche bis zum Eisschild über dem See wandert. Im Moment wolle man vor allem wissen, wie sich zusammenhängende Wasserkörper unter dem Eis auf die Dynamik und Stabilität des antarktischen Eisschildes auswirken.
Im letzten Jahr haben die bayerischen Glaziologen und ihre Kollegen daher zunächst detailliert untersucht, wie das Wasser im Wostoksee zirkuliert und wie die Schmelz- und Anfrierprozesse an der Grenze zwischen See und Eis ablaufen. Sie integrierten die neuen Ergebnisse zur Dicke des Eises, der Eisgeschwindigkeit und den Seegrenzen aus den Feldmessungen in ihr numerisches Modell und verbesserten es durch effektivere Methoden und eine bessere Umsetzung der See-Physik.
Das Achtfache der Alpengletscher
„Derzeit wird im See mehr Wasser durch Schmelzen produziert, als ihm durch Anfrieren wieder entzogen wird“, resümiert Mayer. Dieses Ungleichgewicht werde maßgeblich durch den geothermalen Wärmestrom und den Wärmetransport vom See in das Eis beeinflusst. Wie sich das wieder angefrorene Wasser verteile, hänge stark vom Eistransport und der Neigung der Grenzfläche zwischen dem Eis und der Seeoberfläche ab. „Nach unseren Untersuchungen sind etwa 11.000 Quadratkilometer der Seeoberfläche von einer 90 Meter dicken Schicht aus wieder gefrorenem Seewasser bedeckt. Das entspricht ungefähr 64 Prozent der Seefläche und einem Eisvolumen von 1000 Kubikkilometern das ist das Achtfache aller Alpengletscher zusammen.“
Für Bohrungen, die im See nach Leben suchen sollen, kommen daher nur 36 Prozent der Seeoberfläche infrage. Denn nur wo Seeoberfläche und echtes Gletschereis aufeinander treffen, können im Laufe der Jahrtausende Nährstoffe und möglicherweise Mikroben von der Oberfläche in den See gelangt sein. An allen anderen Stellen kann man dafür aufsteigendes Tiefenwasser untersuchen. „Die Umwälzung des gesamten Wassers braucht etwa 30.000 Jahre“, erklärt Mayer. „Seit der See entstanden ist, wurde also das gesamte Seewasser schon mehrfach ausgetauscht.“
Im zweiten Teil des Polarjahres werden die Forschungen unter anderem auf den Ellsworthsee ausgeweitet. Außerdem sollen die Kopplungsmechanismen zwischen Wostoksee und darüber liegendem Eis und auch die hydraulische Kopplung zwischen verschiedenen Seen eingehend untersucht werden. „Dann können wir mehr über die tatsächlichen Auswirkungen der subglazialen Seen auf die Dynamik des Eisschildes, bzw. einzelner kritischer Bereiche, sagen“, erklärt Christoph Mayer.
Weitergehende Informationen
Die neuesten Arbeiten der Gruppe in der Kommission für Glaziologie sind in zwei Publikationen zusammengefasst, die demnächst in renommierten internationalen Fachzeitschriften erscheinen werden. Die Manuskripte können auf Anfrage bereitgestellt werden:
„Sensitivity of subglacial
Lake
Vostok
’s flow regime on environmental parameters”, Malte Thoma, Christoph Mayer and Klaus Grosfeld in Earth and Planetary Science Letters
„Modelling accreted ice in subglacial
Lake
Vostok
,
Antarctica
“, Malte Thoma, Klaus Grosfeld and Christoph Mayer in Geophysical Research Letters
Beim Internationalen Polarjahr arbeiten während zweier Jahre mehr als 50.000 Forscher aus über 60 Nationen in 230 Großprojekten zusammen, um das ewige Eis der Polargebiete eingehend zu untersuchen so detailliert wie bisher noch nie. Dabei geht es unter anderem um die im Eis konservierte Klimageschichte und die Folgen der Erderwärmung für Tier und Mensch. Das internationale Projekt SALE-UNITED (Subglacial Antarctic Lake Environments Unified International Team for Exploration and Discovery) findet man im Internet unter http://salepo.tamu.edu/sale_united und http://www.polarjahr.de/SALE-UNITED.342.0.html.
Kontakt:
Dr. Ellen Latzin
Pressereferentin der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Alfons-Goppel-Straße 11
80539 München.
Tel.: 089 / 23031-1141
presse@badw.de
www.badw.de
und
Dr. Christoph Mayer Kommission für Glaziologie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Tel.: 089 / 23031-1260
Christoph.Mayer@lrz.badw-muenchen.de
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