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Das grönländische Inlandeis besteht in vielen Gebieten nicht aus einer komplett geschlossenen Decke, sondern wird von unzähligen Wasserabflüssen durchzogen. Diese blauen Adern bestehen aus Schmelzwasser, das sich einen Weg über die Oberfläche bahnt und in Gletschermühlen in der Tiefe der Gletscher verschwindet. Das dunkle Blau verstärkt dabei den Abschmelzprozess an der Oberfläche. Nun hat ein Forscherteam einen weiteren Schmelzfaktor in den klaren Bächen und Flüssen entdeckt: Dunkle Sedimentansammlungen, durch Bakterien entstanden, verstärken wahrscheinlich das Abschmelzen zusätzlich.
Das Team kam zu diesem Ergebnis, als es 2017 im Südwesten von Grönland einen Schmelzfluss mit einer Drohne überflog hatte, Messungen und Sedimentproben vom Grund des Fliessgewässers entnommen und analysiert hatte und die Resultate in Modelle zur Fliessdynamik eingebaut hatte. «Die Fliessgewässer können überall in Grönland entdeckt werden», erklärt die Hauptautorin der Studie, Sasha Leidman, Masterstudentin an der Rutgers Universität (USA). «Und sie haben diese knallblaue Färbung, die zu weiterem Abschmelzen führt, da sie so mehr Sonnenlicht als das umgebende Eis aufnehmen können. Das verstärkt sich, wenn sich dunkles Sediment in diesen Fliessgewässern ansammelt, noch mehr Sonnenlicht absorbiert und so das Abschmelzen weiter verstärkt, was sogar den Meeresspiegelanstieg erhöhen kann.»
Schmelzflüsse und -bäche an der Oberfläche des grönländischen Eisschildes entstehen durch die Sonneneinstrahlung auf die Oberfläche und dadurch entstehende Abschmelzvorgänge. Bisher wurden die Fliessgewässer zwar als wichtiger Faktor betrachtet, der zum Abschmelzen des Eises und dem resultierenden Anstieg des Meeresspiegels beiträgt. Doch Sedimentansammlungen wurden aus den Berechnungen ausgeklammert, da sie als vernachlässigbar angesehen worden waren. Diese neue Studie zeigt aber, dass bis zu einem Viertel des Bodens eines Flusses mit dunklem Sediment überzogen sein kann. Verantwortlich für die Bildung sind Bakterien, die sich in den Sedimenten wohlfühlen und, bei geeigneten Strömungsbedingungen, ganze Sedimentansammlungen formen. Dabei verklumpen sie das Material, beeinflussen so die Strömung des Wassers und dessen Wärmeaufnahmekapazität. «Würden Bakterien nicht in den Sedimenten wachsen, würde die Ablagerungen weggespült und diese Flüsse würden signifikant weniger Sonnenlicht aufnehmen. Die Sedimentansammlung ist schon länger am Laufen als die menschliche Geschichte», sagt Leidman weiter. Durch die Bakterien können die Sedimentklumpen, die gebildet werden, bis zu 91-mal grösser werden als die ursprüngliche Grösse. Dies ist eine beachtliche Ansammlung von Sediment.
Angesprochen auf den Grund des verstärkten Bakterienwachstums und der Auswirkungen auf die Schmelzprozesse erklärt die Hauptautorin, dass es sich bei den Bakterien um Cyanobakterien handelt, also Bakterien, die auch Photosynthese betreiben. Die Reduktion der Wolkenbildung über Grönland, die höheren Temperaturen, die zu mehr Schmelzgewässer führen und mehr Sedimenteintrag aus der Luft würden die Bedingungen für die Cyanobakterien begünstigen. «Der Klimawandel verursacht die Bildung von noch mehr Fliessgewässern auf dem Eisschild und diese Rückkoppelung könnte zu einem Anstieg des grönländischen Anteils am gegenwärtigen Meeresspiegelanstieges darstellen», erklärt Leidman weiter. «Durch das Einbinden dieses Prozesses in die Klimamodelle, können wir genauer vorhersagen, wieviel Abschmelzen noch geschehen wird. Jedoch mit der Unsicherheit, wie gross das Abschmelzen sein wird im Vergleich zu den in den Modellen berechneten Vorhersagen. Doch es wird wahrscheinlich nicht vernachlässigbar sein.»
Dr. Michael Wenger, PolarJournal
Link zur Studie: Sasha Z. Leidman, Åsa K. Rennermalm, Rohi Muthyala, Qizhong Guo, Irina Overeem. The Presence and Widespread Distribution of Dark Sediment in Greenland Ice Sheet Supraglacial Streams Implies Substantial Impact of Microbial Communities on Sediment Deposition and Albedo. Geophysical Research Letters, 2020; DOI: 10.1029/2020GL088444