Schmelzende Westantarktis

Erdwärme heizt Gletschern ein

Von Horst Rademacher
26.08.2021
, 11:33
Das Forschungsschiff „Polarstern“ vor einem gigantischem Eisberg in der Pine-Island-Bucht in der Westantarktis, Expedition PS104, 2017.
Die Eisschilde in der Westantarktis schmelzen ungebremst. Schuld ist nicht nur der Klimawandel. Auch die Hitze aus dem Erdinneren spielt eine Rolle.
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Es besteht kein Zweifel mehr daran, dass viele Gletscher im „ewigen” Eis der Antarktis schmelzen und somit – wie zu erwarten – zu dem gemessenen weltweiten Anstieg des Meeresspiegels beitragen. Das Schmelzen der Eisschilde wird meist auf zwei Effekte der Klimaänderung zurückgeführt, nämlich auf die steigenden Temperaturen der Atmosphäre als auch des Meerwassers. Eine deutsch-britische Forschergruppe hat aber nun zeigen können, dass zwei der am schnellsten schmelzenden Gletscher der Südpolarregion auf einer Wärmequelle liegen, deren Hitze nichts mit dem Klimawandel zu tun hat. Unter dem Thwaites- und dem Pope-Gletscher der Westantarktis sorgt eine besonders heiße Erdkruste dafür, dass deren unterste Eisschichten schmelzen und die Gletscher als Eisströme sehr schnell ins Meer abfließen.

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Im Gegensatz zum relativ stabilen Eis der riesigen Ostantarktis sind die Eismassen auf der dem Pazifik zugewandten, wesentlich kleineren Westantarktis dauernd im Fluss. Allein der Thwaites- und sein Nachbar, der Pope-Gletscher, haben dort in den vergangenen 40 Jahren fast 5000 Milliarden Tonnen an Eis verloren. Das entspricht mehr als einem Drittel des gesamten Eisverlustes des Südkontinentes in diesem Zeitraum. Das Schmelzwasser trug zu etwa fünf Prozent des weltweiten Meeresspiegelanstiegs bei.

Dünne Erdkruste unterm Eis

Die Ost- und Westantarktis unterscheiden sich aber nicht nur in der jeweiligen Masse und den Driftraten des Eises. Geologisch trennen die beiden Teile der Antarktis gleichsam Welten. Der riesige östliche Teil ist ein alter stabiler Kontinent, ein sogenannter Kraton wie das kanadische Schild oder Sibirien. Die Westantarktis ist dagegen ein recht junges, tektonisch aktives Gebiet in dem sich viele Erdbeben ereignen. Unter den Eismassen gibt es zudem verborgene aktive Vulkane. Das gilt vor allem für das Landesinnere entlang der Amundsensee. Dort sitzt das kilometerdicke Eis auf einer Riftzone, in der die Erdkruste allmählich auseinanderbricht. Ähnliche Riftzonen ziehen sich beispielsweise durch weite Teil Ostafrikas, liegen aber auch unter dem Oberrheintal zwischen Basel und Mainz oder unter dem Oberlauf des Rio Grande in Nordamerika.

In solchen Riftzonen ist die Erdkruste oft nur kaum 20 Kilometer mächtig und damit wesentlich dünner als unter alten Kontinenten wie der Ostantarktis. Außerdem ist dort die Erdkruste brüchig, weil sich die Flanken der Grabenzone langsam voneinander wegbewegen. Durch diese dünne und brüchige Kruste kann sehr viel mehr Erdwärme aus dem Erdinneren an die Oberfläche gelangen als in stabilen Gegenden. So gibt es im Oberrheintalgraben mehrere Kraftwerke, in denen die reichlich vorhandene Erdwärme zur Stromerzeugung benutzt wird.

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Schmelzwasser als Gleitmittel

Die Forschergruppe um Ricarda Dziadek vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven hat nun den Erdwärmefluss im Westantarktischen Riftsystem ermittelt. Für ihre Berechnungen nutzen die Forscher unter anderem Daten aus einer Expedition des Forschungsschiffs „Polarstern“ vom Frühjahr 2017. Damals wurde das Gebiet einige Wochen lang vom Helikopter aus mit aeromagnetischen Messgeräten im Detail kartiert. Aus den dabei gewonnenen magnetischen Messwerten berechneten die Forscher um Dziadek zunächst Temperaturen in der Erdkruste und anschließend den Wärmefluss an der mit dickem Eis bedeckten Erdoberfläche.

Wie Dziadek und ihre Kollegen jetzt in der Online-Zeitschrift Communication Earth & Environment schreiben, beträgt der geothermische Wärmefluss in diesem Gebiet im Durchschnitt fast 90 Milliwatt pro Quadratmeter. Das entspricht den in anderen Riftzonen der Erde gemessenen Werten. Allerdings ist der Wärmefluss unter der Westantarktis keineswegs gleichmäßig. So konnte die Forschergruppe unter den Thwaites- und Pope-Gletschern einen sehr hohen Wert von bis zu 150 Milliwatt je Quadratmeter ermitteln.

Die Erdwärme führt nun dazu, dass dort die untersten Eisschichten dieser Gletscher schmelzen. Das dabei entstehende Schmelzwasser wirkt anschließend als Gleitmittel, auf dem das darüberliegende Eis dann besonders schnell in Richtung Küste fließen kann. Bei stabilen Gletschern bremsen normalerweise die im Wasser schwimmenden Gletscherzungen, die den Eismassen vorgelagerten sogenannten Schelfeise, diesen Fluss. Da aber der Klimawandel an den Schelfeisen der westantarktischen Gletschern nagt, ist deren Bremswirkung erheblich verringert. Gemeinsam mit der erhöhten Erdwärme führe das zu einem enorm beschleunigten Fluss des Thwaites- und Pop-Gletschers ins Meer, meint AWI-Forscher Karsten Gohl, einer der Mitautoren der Studie.

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Quelle: F.A.Z.
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