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Noch immer ist nicht vollständig geklärt, wie schnell der Meeresspiegel in Zukunft durch die schmelzenden Eisschilde ansteigen wird. Unter anderem liegt das daran, dass von deren Dynamik noch zu wenig bekannt ist. Ein Forschungsteam unter der Leitung des Alfred-Wegener-Instituts hat daher mit hochauflösenden Radarsystemen zwei Eisströme in Grönland, die Eis vom Inneren des Eisschilds wie auf einem Förderband zu dessen Rand transportieren, genau vermessen.
Seit 1900 hat der grönländische Eisschild bereits etwa 40 Millimeter zum Meeresspiegelanstieg beigetragen. Wie schnell der Meeresspiegel zukünftig ansteigt, hängt unter anderem stark davon ab, wie dynamisch oder stabil der Eisschild ist. Abgesehen vom Schmelzwasser, dass oberflächlich und unter dem Eis abfließt, verliert er über die festen Eisströme an Masse. Dort, wo am Eisschildrand das Eis bereits geschmolzen ist, lassen sich die Verläufe ehemaliger Eisströme gut rekonstruieren. Über die Aktivität vergangener Eisströme im Inneren des Eisschilds ist bisher jedoch wenig bekannt.
Um diese Paleo-Eisströme abbilden zu können, bedarf es modernster Messtechnik wie hochauflösende Radarsysteme, die mehrere tausend Meter tiefe Strukturen im Inneren des Eisschilds sichtbar machen können. Forschende des Alfred-Wegener-Instituts konnten in Kooperation mit Prof. Paul Bons von der Universität Tübingen anhand dieser Bilder vergangene Eisströme rekonstruieren.
«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», erklärt Dr. Steven Franke, Glaziologe am AWI und Hauptautor der Studie.
In den verschiedenen zukünftigen Klimaszenarien muss — abgesehen vom Abschmelzen — der Eisabtransport durch das Fließen im festen Zustand stärker in Betracht gezogen werden. Diese dynamische Komponente ist essentiell bei Prognosen über den Beitrag des grönländischen Eisschilds zum Anstieg des Meeresspiegels. Da es bisher an Beobachtung der unbeständigen Eisströme mangelt, werden sie in aktuelle Eisschildmodelle nicht einbezogen. Die durch die Radarmessungen sichtbar gemachte Fließgeschwindigkeit des Eises liefert nun Hinweise zur zeitlichen und räumlichen Entwicklung dieser Dynamik.
Das Forschungsteam untersuchte im Rahmen des Projekts zwei Eisströme im Nordosten Grönlands, wo heutzutage nur sehr niedrige Fließgeschwindigkeiten des Eises zu beobachten sind. Die Daten stammen von Flugkampagnen mit dem AWI-Forschungsflugzeug Polar 6 und der NASA Operation Ice Bridge. Die Forschenden entdeckten dabei zwei Paleo-Eisströme, die in der Vergangenheit aktiv waren und aktuell unter mehreren hundert Metern Eis verborgen liegen. Den Analysen zufolge waren diese Eisströme bis in das Holozän (jünger als 11.700 Jahre) aktiv und reichten weit in das zentrale nordost-grönländische Inlandeis hinein.
«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 Dr. Daniela Jansen, Glaziologin am AWI und Leiterin des Projekts zu vergangenen Eisströmen.
Diese Entdeckung ließe möglicherweise Rückschlüsse auf das zukünftige Verhalten des NEGIS zu. Die neuen Beobachtungen liefern den Forschenden ein besseres Verständnis über die Mechanismen, die Eisströme erzeugen und beeinflussen. In Zukunft können diese besser in Modellen abgebildet werden, die vorhersagen wie die Eisschilde der Erde auf die globale Erwärmung reagieren.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Franke, S., Bons, P.D., Westhoff, J. et al. Holocene ice-stream shutdown and drainage basin reconfiguration in northeast Greenland. Nat. Geosci. 15, 995–1001 (2022). https://doi.org/10.1038/s41561-022-01082-2