Herabfallendes Eis beschleunigt den Gletscherschwund in Grönland

Eisbergkalbung nennt sich der Prozess, wenn riesige Eisbrocken von Gletschern abbrechen und ins Meer st¨¹rzen. Dieser ist mitentscheidend f¨¹r den derzeitigen schnellen Massenverlust des gr?nl?ndischen Eisschildes. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Dominik Gr?ff, Gletscherforscher an der Universit?t Washington und mit der ETH-Professur f¨¹r Glaziologie affiliiert, konnte mit Hilfe von Glasfasertechnologie zum ersten Mal messen, dass der Aufprall der abbrechenden Eisbrocken ins Meer und ihr anschliessendes Wegtreiben die Durchmischung mit dem warmen Wasser in der Tiefe verst?rkt.

?Dadurch wird die vom Meerwasser verursachte Schmelzerosion erh?ht und die vertikale Eiswand am Ende des Gletschers unterh?hlt. Dies verst?rkt die Eisbergkalbung und den damit verbundenen Massenverlust von Eisschilden zus?tzlich?, sagt Co-Autor Andreas Vieli, Professor am Geografischen Institut der Universit?t Z¨¹rich (UZH). Vieli ist Leiter des Clusters Kryosph?re, einem von sechs Clusters des interdisziplin?ren GreenFjord-Projekts in S¨¹dgr?nland, das von der EPFL geleitet und vom Swiss Polar Institut gef?rdert wird. Die neuen Einblicke in die Prozesse zwischen Gletschereis und Meerwasser sind die Titelgeschichte der neuesten Ausgabe von Nature.

Glasfaserkabel am Meeresboden misst Wellenbewegungen

Im Rahmen des GreenFjord-Projekts haben Gr?ff, Vieli und eine Reihe anderer Forschende eine aufwendige Feldstudie zur Kalbungsdynamik durchgef¨¹hrt: Am Gletscher namens Eqalorutsit Kangilliit Sermiat im S¨¹den Gr?nlands haben die Forschenden ein 10 km langes Glasfaserkabel am Meeresboden entlang der Gletscherfront verlegt. Der grosse, schnell fliessende Gletscher liefert jedes Jahr rund 3,6 km³ Eis ins Meer ¨C  etwa drei Mal das Volumen des Rhonegletschers beim Furkapass.

Distributed Acoustic Sensing nennt sich die Technologie, mit der sich St?rungen in der L?nge des Glasfaserkabels messen lassen, die von Rissbildung im Eis, herabst¨¹rzendem Eis, Ozeanwellen oder Schwankungen in der Temperatur ausgel?st werden. ?Mit dieser Methodik k?nnen wir viele verschiedene Arten von Wellen messen, unmittelbar nachdem ein Eisberg abbricht?, sagt Hauptautor Dominik Gr?ff, der an der ETH Z¨¹rich promovierte.

Unterwasserwellen verst?rken Gletscherschmelze und -erosion

Nach dem ersten Aufprall im Wasser schwappen Oberfl?chenwellen ¨C sogenannte kalbungsinduzierte Tsunamis ¨C durch den Fjord, die zuerst die obersten Wasserschichten aufmischen. Da das Meerwasser in den gr?nl?ndischen Fjorden w?rmer und schwerer als das Gletscherschmelzwasser ist, setzt es sich am Boden ab.

Lange nach dem Aufprall, nachdem sich die Oberfl?che schon beruhigt hatte, beobachteten die Forschenden andere Wellen, die sich unter Wasser zwischen den Dichteschichten ausbreiteten. Diese Wellen, die h?her als ein Hochhaus sein k?nnen, sind an der Oberfl?che zwar nicht sichtbar, durchmischen die Wassers?ule aber zus?tzlich und bringen so mehr W?rmeenergie an die Eiswand. Das wiederum erh?ht die Schmelze und Erosion an der im Wasser stehenden senkrechten Eiswand und erleichtert das Abbrechen von Eisbergen dar¨¹ber. ?Mit dem Glasfaserkabel konnten wir diesen unglaublichen Multiplikationseffekt auf die Eisbergkalbung messen. Das war bisher nicht m?glich?, sagt Gr?ff. Die gesammelten Daten helfen, den Prozess der Eisbergkalbung genauer zu dokumentieren und den beschleunigten Verlust dieser Eisschilde besser zu verstehen.

Fragiler und bedrohter Eisschild

Dass das Zusammenspiel von Ozeanwasser mit den ins Meer kalbenden Gletschern wichtig ist, weiss die Wissenschaft schon l?nger. Allerdings ist es sehr schwierig, die involvierten Prozesse direkt vor Ort zu messen; die Fjorde sind mit Eisbergen ¨¹bers?t und herabst¨¹rzende Eisbrocken eine st?ndige Bedrohung. Zudem sehen konventionelle Fernerkundungsmethoden, die auf Satelliten basieren, nicht unter die Wasseroberfl?che, wo Gletscher und Ozeanwasser miteinander interagieren. ?Mit den bisherigen Messungen haben wir oft nur an der Oberfl?che gekratzt. Ein neuer innovativer Ansatz war also gefragt?, sagt Andreas Vieli.

Der gr?nl?ndische Eisschild ist eine riesige Eiskappe, deren Ausdehnung  etwa 40-mal der Fl?che der Schweiz entspricht. W¨¹rde diese Eismasse komplett abschmelzen, stiege der globale Meeresspiegel um etwa sieben Meter an. Die grossen Schmelzwassermengen, die mit dem Abschmelzen der Gletscher verbunden sind, k?nnen Meeresstr?mungen wie den Golfstrom schw?chen mit weitreichenden Folgen f¨¹r das Klima in Europa. Zudem hat ein R¨¹ckgang dieser kalbenden Gletscher auch Auswirkungen auf das lokale ?kosystem der gr?nl?ndischen Fjorde. ?Unser gesamtes Erdsystem h?ngt zumindest teilweise von diesen Eisschilden ab. Es ist ein fragiles System, das durch zu hohe Temperaturen zusammenbrechen k?nnte?, warnt Dominik Gr?ff.

Dieser Newsartikel ist eine redaktionell leicht bearbeitete Version einer Medienmitteilung, die zuerst bei der Universit?t Z¨¹rich (UZH) erschienen ist.