Pressemitteilung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg vom 22. Oktober 2018:
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Gletschern auf den Grund gehen
Der Meeresspiegel steigt stetig. Einen Beitrag dazu liefert das Abschmelzen der Gletscher. Das Problem: Die Fläche von Gletschern ist zwar gut kartografiert, doch in der Tiefe lauert die große Unbekannte. Die Dicke ist häufig nicht durchgehend erfasst, das Volumen dementsprechend nicht zu berechnen. Daher lassen sich die Auswirkungen auf den Meeresspiegel nicht genau bestimmen. Dr. Johannes Fürst vom Institut für Geographie der FAU hat einen Ansatz entwickelt, mit dem sich regionale Eisdickenkarten von Gletschern erstellen lassen. Eine solche Karte hat er für Svalbard angefertigt. Seine Ergebnisse hat er in Geophysical Research Letters veröffentlicht (DOI: 10.1029/2018GL079734).
Neue Eisdickenkarte, neue Erkenntnisse
Der FAU-Geograph Johannes Fürst hat vorhandene Daten, die von einer Vielzahl internationaler Forschungsteams seit Beginn der 1980er gemessen wurden, gesammelt, ausgewertet und so eine Eisdickenkarte für Svalbard, einem Archipel nördlich von Norwegen mit der Hauptinsel Spitzbergen, erstellt. Diese Karte zeigt zum ersten Mal alle bis dahin nur einzeln berücksichtigen Dickenwerte auf. Dadurch konnte das Gesamteisvolumen, das vorher nur anhand der Fläche und wenigen Messungen hochgerechnet wurde, gemessen werden: Es ist mit 6200 Kubikkilometern um ein Drittel kleiner als bisher angenommen. Nichtsdestotrotz: Würde dieses Eis augenblicklich abschmelzen, würde der Meeresspiegel global um 1,5 Zentimeter ansteigen.
Fürst hat die Eisdicken zudem durch Unsicherheitsangaben ergänzt. Fehler liegen teilweise Dickenmessungen direkt zugrunde und werden dann berechnet. Schwieriger ist es an den Stellen ohne direkte Messpunkte: Ausgehend von einem Messpunkt berechnet Fürst anhand der Fließgeschwindigkeit und -richtung und der Massenzu- und -abnahme die Fehlerwahrscheinlichkeiten entlang der Fließroute. Diese Formel könnten Forscher auch für Gegenden mit kaum Messungen verwenden und so die Eisdickenunsicherheit dort bestimmen.
„Um den zukünftigen Gletscherrückgang verlässlich berechnen zu können, ist es wichtig, die Gletscherdicke zu kennen. Dazu gibt es jedoch bis jetzt nur grobe Abschätzungen, welche sich stark unterscheiden. Der Grund sind die wenigen Messungen weltweit. Mein Ansatz, der auch auf andere Gletscher angewendet werden kann, könnte hier Abhilfe schaffen“, erläutert Johannes Fürst.
Daten, Daten, Daten
Auf Svalbard befinden sich knapp 1700 Gletscher. Von diesen Gletschern gibt es bereits eine Million Punktmessungen der Eisdicke – von den 1980er-Jahren bis heute. Diese Messungen wurden hauptsächlich von britischen, spanischen, norwegischen und dänischen Forscherteams erhoben, aber auch Polen, Isländer, Franzosen und Japaner haben wertvolle Daten gesammelt. Die Dicke der Eisdecke kann einerseits durch Radarmessungen erhoben werden. Hierbei wird ein Radarsignal nach unten gesendet. Je länger dieses Signal braucht, um wieder beim Messgerät anzukommen, desto dicker ist das Eis. „Das ist wie beim Ping-Pong: Der Tischtennisspieler spielt den Ball und wartet, bis er zurückkommt. Je länger er warten muss, desto weiter weg war der Ball“, erklärt Fürst. Zum anderen wurden verschiedene Bohrungen durch mehrere hundert Meter Eis durchgeführt. Die Forscher haben die entnommenen Eisbohrkerne verwendet, um beispielsweise Temperatur- und Niederschlagsschwankungen in der Vergangenheit zu erforschen. Ein Bergbauunternehmen hat ebenfalls Bohrungen durchgeführt, um etwaige Risiken für den Kohleabbau unter dem Gletscher besser abschätzen zu können. All diese Daten hat Fürst in der Eisdickenkarte verarbeitet.
Alles im Fluss
Die Eisdickenkarte liefert des Weiteren neue Einblicke in den dynamischen Eisverlust der Gletscher. Schnee fällt und wird durch das Gewicht zu neuer Eismasse verdichtet. Diese fließt bergab und erreicht mancherorts den Ozean. An den dortigen Eisklippen brechen regelmäßig riesige Eisberge ab. Die Masse, die dort jährlich verloren geht, kann aber nur präzise abgeschätzt werden, wenn die Eisdicke an den Eisklippen bekannt ist. Für alle ins Meer mündenden Gletscher der Inselgruppe Svalbard findet Johannes Fürst eine mittlere Klippendicke von 135 Meter. Zuvor ging man von 214 Metern aus. Mit Hilfe der neuen Karte kann also zum ersten Mal genau bestimmt werden, wie viel Eis durch den dynamischen Verlust wegfällt.
