Wie das Meer am Gletscher nagt

AWI-Forscherinnen und -Forscher haben nun eine Erklärung für ein verstärktes Schmelzen an der Unterseite der Gletscher gefunden. Ihre Ergebnisse wurden jetzt im Fachjournal Nature Geoscience veröffentlicht.

Die Gletscherschmelze ist in vollem Gange: Das grönländische Eis taut heute siebenmal schneller als noch in den 1990er-Jahren. Diese Erkenntnis ist alarmierend, weil zu befürchten ist, dass sich die Schmelze mit dem Klimawandel noch weiter verstärken wird. Der Meeresspiegel wird dann entsprechend schneller steigen.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen deshalb die Mechanismen besser zu verstehen, die zum verstärkten Schmelzen führen. Zum einen taut der Eispanzer an der Oberseite, weil er der Sonne und den steigenden Temperaturen ausgesetzt ist.

Doch schmilzt das Eis inzwischen auch von unten – und zwar auch im Nordosten Grönlands, wo sogenannte Gletscherzungen zu finden sind. Dabei handelt es sich um Eis, das von der grönländischen Landmasse ins Meer rutscht und auf dem Wasser schwimmt – ohne vom Land abzubrechen.

Die längste dieser Gletscherzungen, der sogenannte „79°-Nord-Gletscher“ liegt über eine enorme Länge von 80 Kilometern auf dem Meer. Seit 20 Jahren hat er sich dramatisch verdünnt, weil er zugleich an der Ober- und v.a. an der Unterseite taut.

Zu viel Wärme vom Ozean

Ein Team um die Ozeanographin Dr. Janin Schaffer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven hat jetzt herausgefunden, was zu der starken Schmelze an der Unterseite führt. Die Ergebnisse der Studie, die die Experten gerade im Fachmagazin Nature Geoscience veröffentlicht haben, sind beunruhigend, weil das von ihnen entdeckte Schmelzphänomen offenbar nicht nur am „79°-Nord-Gletscher“ auftritt, sondern auch anderswo das Eis tauen lassen könnte.

Für ihre Studie haben die Forscherinnen und Forscher erstmals den Meeresboden in der Nähe des „79°-Nord-Gletscher“ vom Schiff aus genauer vermessen. Dabei stellten sie fest, dass sich am Meeresboden ein zwei Kilometer breiter Graben befindet, in dem in der Tiefe relativ warmes Wasser aus dem Atlantik wie in einem Kanal auf den Gletscher zuströmt.

Doch nicht nur das: Bei der genauen Analyse des Grabens entdeckte Janin Schaffer eine Schwelle. Diese Schwelle wirkt wie eine Barriere, die das am Meeresboden heranströmende Wasser überwinden muss. Auf der Rückseite der Schwelle rauscht das Wasser dann mit hoher Geschwindigkeit hinab – und direkt unter die Gletscherzunge.

Die Beschleunigung des warmen Wasserkörpers führt dabei dazu, dass pro Sekunde sehr viel Wärme aus dem Ozean unter der Gletscherzunge vorbeiströmt, die das Gletschereis von unten auftaut. Beunruhigend ist auch, dass die warme Wasserschicht, die in der Tiefe in Richtung Gletscher strömt, mächtiger geworden ist.

Vom Meeresboden aus gemessen reicht sie heute 15 Meter höher als noch vor wenigen Jahren. „Damit ist die Ursache für die zunehmende Schmelze jetzt klar“, sagt Janin Schaffer. „Weil der warme Wasserstrom jetzt größer ist, gelangt pro Sekunde deutlich mehr Wärme als früher unter die Gletscherzunge.“

Auch andere Gebiete sind betroffen

Um herauszufinden, ob dieses Phänomen nur am „79°-Nord-Gletscher“ oder auch in anderen Gebieten auftritt, untersuchte das Team noch eine benachbarte Region an der Ostküste Grönlands, wo sich ein anderer Gletscher, der Zachariæ Isstrøm, ins Meer schiebt. Hier ist unlängst eine sehr große Gletscherzunge vom Festland abgebrochen.

Von einer Eisscholle aus maßen die Forscherinnen und Forscher die Wassertemperaturen in der Tiefe. „Die Werte deuten darauf hin, dass auch hier eine Bodenschwelle dazu führt, dass warmes Wasser in der Tiefe Richtung Gletscher saust“, sagt Janin Schaffer.

„Die intensive Schmelze an der Gletscherunterseite wird offenbar an mehreren Stellen Grönlands stark durch die Form des Meeresbodens bestimmt.“ Insgesamt helfen die Ergebnisse der Forscherin dabei, künftig die Gesamtmenge an Schmelzwasser besser zu bestimmen, die der grönländische Eispanzer in jedem Jahr verliert.

Hinweise für Redaktionen:

Ihr wissenschaftlicher Ansprechpartner im Alfred-Wegener-Institut ist Dr. Wilken-Jon von Appen, Tel. 0471 4831-2903 (E-Mail: wilken-jon.von.appen(at)awi.de).

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Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 19 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Janin Schaffer, Torsten Kanzow, Wilken-Jon von Appen, Luisa von Albedyll, Jan Erik Arndt und David H. Roberts, „Bathymetry constrains ocean heat supply to Greenland’s largest glacier tongue”, Nature Geoscience, 03.02.20, DOI: 10.1038/s41561-019-0529-x, https://www.nature.com/articles/s41561-019-0529-x