Ein lang diskutierter Prozess in der Antarktis wurde nun direkt beobachtet
Wissenschaftler haben erstmals direkt bestätigt, dass Schmelzwasser von der Oberfläche eines antarktischen Gletschers bis zu dessen Basis abfließen, den Wasserdruck unter dem Eis erhöhen und die Bewegung des Gletschers in Richtung Ozean beschleunigen kann.
Die in Nature Communications veröffentlichte Studie wurde von einem Team unter Leitung von Shin Sugiyama von der Hokkaido-Universität durchgeführt und beseitigt eine wichtige Unsicherheit in der Polarforschung. Forschende haben diesen Mechanismus seit Langem in Grönland, Alaska und Gebirgsgletschern in Europa dokumentiert, aber ob derselbe Prozess auch in der Antarktis wirkt, war unklar geblieben.
Das ist bedeutsam, weil die Antarktis den überwältigenden Großteil des weltweiten Gletschereises enthält. Die Studie weist darauf hin, dass das antarktische Eisschild etwa 90 Prozent des globalen Gletschereises speichert und sein vollständiger Verlust den Meeresspiegel um rund 60 Meter anheben würde. Nicht jeder Prozess, der das antarktische Eis beeinflusst, führt sofort zu großskaligen Veränderungen, aber das Verständnis der Gletscherbewegung ist zentral für Prognosen des künftigen Meeresspiegelanstiegs.
Was die Forschenden getan haben
Das Team bohrte mehr als 550 Meter tiefe Löcher in den Langhovde-Gletscher in Ostantarktika und ließ Drucksensoren sowie Kameras bis zum Gletschergrund hinab. Die Feldarbeit ermöglichte direkte Beobachtungen an der Eis-Bett-Grenzfläche, einem Ort, den Satelliten nicht sehen können.
Die Forschenden fanden heraus, dass sich Schmelzwasser auf der Gletscheroberfläche in Seen und Tümpeln sammelte und dann durch Risse im Eis nach unten abfloss. Dieser Vorgang, bekannt als Hydrofraktur, tritt auf, wenn das Gewicht des Oberflächenwassers hilft, das Eis aufzubrechen und Wege in tiefere Schichten zu öffnen.
Sobald das Wasser den Grund erreichte, erhöhte es den Druck so weit, dass der Gletscher teilweise vom darunterliegenden Fels angehoben wurde. Im Effekt schmierte das Wasser die Grenze zwischen Eis und Fels, verringerte die Reibung und ließ den Gletscher schneller gleiten.
Das Ausmaß des Effekts
Laut der Studie erhöhte eine Phase intensiver Oberflächenschmelze und ein seltenes Regenereignis im Januar 2022 den basalen Wasserdruck so stark, dass er 97 Prozent des Gewichts des darüberliegenden Eises trug. Während dieses Ereignisses hob sich der Gletscher leicht an, und seine Gleitgeschwindigkeit stieg um 10 bis 20 Prozent.
Diese Zahlen sind deshalb bedeutsam, weil sie eine direkte mechanische Reaktion zeigen und nicht nur eine modellierte Möglichkeit. Das Ergebnis belegt, dass selbst in Ostantarktika, das oft als kälter und stabiler als andere Teile des Kontinents wahrgenommen wird, kurzlebige Schmelzereignisse an der Oberfläche schnelle Veränderungen der Gletscherbewegung auslösen können.
Auch die Bedeutung des Regens fällt auf. In einem sich erwärmenden Klima wird die Antarktis in einigen Regionen voraussichtlich veränderte Muster von Schmelze und Niederschlag erleben. Wenn flüssiges Wasser an der Oberfläche häufiger wird, könnten die hier dokumentierten Prozesse in einem größeren Gebiet relevanter werden.
Warum das die Debatte verändert
Dass Oberflächenschmelzwasser existiert, ist nicht neu. Unklar war, ob dieses Wasser in der Antarktis zuverlässig bis zum Gletschergrund vordringen und denselben Schmier-Effekt erzeugen kann, der anderswo beobachtet wurde. Diese Studie liefert Beobachtungsbelege dafür, dass es das kann.
Das bedeutet nicht, dass jetzt für jeden antarktischen Gletscher bekannt ist, dass er sich so verhält, und auch nicht, dass das gesamte Eisschild sich gleichmäßig beschleunigen wird. Die Antarktis ist riesig, vielfältig und wird von vielen miteinander verflochtenen Faktoren bestimmt, darunter Ozeantemperaturen, Stabilität der Eisschelfe, Schneefall, Topografie und Untergrundbedingungen.
Das Ergebnis schließt jedoch eine wichtige Wissenslücke. Es deutet darauf hin, dass Forschende den Abfluss von der Oberfläche zum Gletschergrund in Modellen der Eisdynamik ernster berücksichtigen müssen, besonders in küstennahen und saisonal schmelzenden Regionen, in denen sich Wasser auf dem Eis sammeln kann.
Der Klimabezug
Die Studie erinnert auch daran, dass Klimaeffekte auf Eisschilde nicht auf einfaches Schmelzen an der Oberfläche beschränkt sind. Wasser kann als Verstärker wirken. Ein moderater Anstieg der Schmelzwassermenge kann eine überproportional große Wirkung entfalten, wenn das Wasser einen Weg zum Untergrund findet und die Reibung reduziert.
Das erklärt, warum sich die Kryosphärenforschung zunehmend auf Prozesse statt nur auf Gesamtsummen konzentriert. Wie viel Eis verloren geht, ist wichtig, aber ebenso der physikalische Weg, über den Erwärmung das Gletscherverhalten verändert. Hydrofraktur, Schmelzwasserabfluss und basale Schmierung sind alle Teil dieser Kette.
In Grönland sind diese Zusammenhänge bereits gut belegt. In der Antarktis waren sie schwerer zu entschlüsseln, weil der Kontinent groß, abgelegen und klimatisch anders ist. Feldmessungen wie diese sind daher besonders wertvoll: Sie machen aus einem umstrittenen Mechanismus einen beobachteten.
Was das für künftige Prognosen bedeutet
Meeresspiegelmodelle hängen davon ab, wie schnell Gletscher auf episodische Schmelze und Regen reagieren können. Wenn Oberflächenwasser antarktische Gletscher zeitweise um zweistellige Prozentwerte beschleunigen kann, selbst nur für kurze Intervalle, müsste dieses Verhalten möglicherweise in künftige Risikoeinschätzungen einfließen.
Die Forschung behauptet nicht, alle Unsicherheiten rund um den antarktischen Eisverlust gelöst zu haben. Sie tut etwas Grundlegenderes: Sie bestätigt, dass ein wichtiger Auslöser existiert und am Boden messbar ist. Damit erhalten Modellierer eine solidere Grundlage, um zu fragen, wie weit verbreitet der Prozess ist, wie oft er auftritt und wie er sich mit fortschreitender Erwärmung entwickeln könnte.
Für die Öffentlichkeit lautet die Botschaft nicht, dass die Antarktis über Nacht zusammenbricht. Der belastbarere Schluss ist, dass die Gletscher des Kontinents möglicherweise dynamischer mit Oberflächenschmelze verbunden sind, als direkte Belege bisher gezeigt haben.
Ein klareres Bild eines sich verändernden Eisschilds
Die Polarforschung schreitet oft durch mühsame Beobachtungen an Orten voran, die schwer zu erreichen und noch schwieriger zu messen sind. Genau so ein Fall ist dies. Indem die Forschenden tief in den Gletscher bohrten und beobachteten, was unter ihm geschah, erfassten sie einen Mechanismus mit direkten Auswirkungen auf den Meeresspiegelanstieg, die Modellierung von Eisschilden und das Klimarisiko.
Die Studie ist wichtig, nicht weil sie eine dramatische Schlagzeile liefert, sondern weil sie einen Streitpunkt darüber klärt, wie sich antarktische Gletscher bewegen können. In der Klimawissenschaft sind es genau diese geklärten Punkte, die am Ende die größeren Prognosen schärfen.
Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Phys.org. Zum Originalartikel.
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