14. Aug. 2019
Hohes Eisaufkommen erschwerte im Mai 2017 die Messungen an der Front des LeConte-Gletschers.

Hohes Eisaufkommen erschwerte im Mai 2017 die Messungen an der Front des LeConte-Gletschers.

Neben den großen Eisschilden der Arktis und Antarktis gibt es auch Zehntausende von kleineren Gletschern, die wegen ihrer Zahl und geringen Größe nur schwer beobachtet werden können. Viele von ihnen haben direkten Zugang zum Meer und tragen zurzeit und in der nächsten Zukunft überproportional zum Meeresspiegelanstieg bei. Ein Team von US-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat jetzt am Beispiel eines Gletschers in Südalaska die Schmelzraten solcher Gezeitengletscher bestimmt. Sie liegen um das Zehn- bis Hundertfache über den Raten, mit denen die Wissenschaft bisher gerechnet hat.

Der LeConte-Gletscher im Süden Alaskas ist der südlichste Gezeitengletscher der Nordhalbkugel, gehört aber mit 34 Kilometern Länge nicht unbedingt zu den Riesen im Reich der Eisströme. Allerdings dürfte er inzwischen der am besten erforschte sein, denn immer wieder ist er Ziel von wissenschaftlichen Expeditionen, die an seinem Beispiel erfahren wollen, wie sich die Tausende von mehr oder weniger großen Eisströmen verhalten, die in den Polarregionen der Erde in die Ozeane münden und dort Schmelzwasser abgeben und Flotten von Eisbergen aufs Meer schicken.

Der Le-Conte-Gletscher im Süden Alaskas im Mai 2005

Der Le-Conte-Gletscher im Süden Alaskas im Mai 2005

Bild: Wikimedia Commons/Jeremy Keith (CC BY 2.0)
Die

Die "Steller" im Mai 2017 vor der Front des LeConte-Gletschers.

Bild: Nature/David Sutherland
Die Gletscherfront des LeConte-Gletschers im Süden Alaskas.

Die Gletscherfront des LeConte-Gletschers im Süden Alaskas.

Bild: Nature/David Sutherland
Das Forschungsschiff

Das Forschungsschiff "Steller" mit einer Forschungsdrohne im Mai 2017 vor dem LeConte-Gletscher.

Bild: Nature/David Sutherland
Blick einer Flugdrohne auf das Achterdeck der

Blick einer Flugdrohne auf das Achterdeck der "Steller", die vor der Front des LeConte-Gletschers kreuzt.

Bild: Nature/David Sutherland
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Der Le-Conte-Gletscher im Süden Alaskas im Mai 2005

Bild: Wikimedia Commons/Jeremy Keith

Die "Steller" im Mai 2017 vor der Front des LeConte-Gletschers.

Bild: Nature/David Sutherland

Die Gletscherfront des LeConte-Gletschers im Süden Alaskas.

Bild: Nature/David Sutherland

Das Forschungsschiff "Steller" mit einer Forschungsdrohne im Mai 2017 vor dem LeConte-Gletscher.

Bild: Nature/David Sutherland

Blick einer Flugdrohne auf das Achterdeck der "Steller", die vor der Front des LeConte-Gletschers kreuzt.

Bild: Nature/David Sutherland

Im August 2016 und noch einmal im Mai 2017 waren US-Wissenschaftler an dem kleinen Gletscher, der einen schmalen Fjord in Südalaskas Inselwelt speist. Mit den Forschungsschiffen "Steller" und "Pelican" versuchten der Ozeanograph David Sutherland und seine Kollegen vom Meer aus so nahe wie möglich an die Gletscherfront heranzufahren, während oben auf dem Eis Glaziologen mit Radar und Kameras den Fluss des Eises verfolgten. "Unsere Aufgabe hört sich in der Theorie einfacher an, als sie praktisch war", berichtet Sutherland, der das Ocean & Ice Lab an der University of Oregon in Eugene leitet, "das Gletscherwasser verursacht wahnsinnig viele Turbulenzen im Fjord, außerdem neigen Gletscher zum Kalben von Eisbergen und LeConte ist ein besonders schnell fließendes Exemplar." Der Eisstrom ist dafür bekannt, dass er unterhalb Wasseroberfläche kalbt, die Eisberge schießen dann aufgrund ihres Auftriebs mit großer Geschwindigkeit an die Wasseroberfläche. Für die Bootsführer der beiden Schiffe war die Fahrt daher keine geringe Herausforderung.

Schmelzraten zehn- bis hundertmal höher

Der Aufwand hat sich wissenschaftlich gesehen gelohnt, denn die Arbeitsgruppe um Sutherland und Rebecca Jackson von der Rutgers University in New Jersey konnte zum ersten Mal messen, wie schnell Gletscher mit Zugang zum Meer zu Beginn und am Höhepunkt des Sommers tatsächlich schmelzen. "Die Raten sind zehn-, manchmal sogar hundertmal höher als bislang angenommen wurde", erklärt Jackson. Um den Schwund der unzähligen Eisflüsse für die globalen Ozeanographiemodelle fassbar zu machen, hat man sich in der Vergangenheit mit Annahmen und Modellen beholfen, denn Fernbeobachtungsdaten gibt es angesichts der geringen Größe und ungeheuren Zahl der Gezeitengletscher nicht. Die Beobachtungsdaten vom LeConte-Gletscher legen nahe, dass man mit diesen Annahmen weit neben der Realität lag. "Unsere Standardtheorie, die die Gletscherschmelze vorhersagt, funktioniert nicht, sie braucht ein Update", so Jackson.

Die Ozeanographen an Bord der "Pelican" vermaßen die Unterseite des LeConte-Gletschers mit einem Fächerecholot. "Das benutzen wir normalerweise zur Kartierung des Meeresbodens", so Sutherland. Für die Gletschervermessung wurde das Echolot senkrecht statt wie normalerweise waagerecht eingesetzt und konnte so die Unterwasserfront des Eises erfassen. Hinzu kamen ausgedehnte Untersuchungsreihen der "Steller" mit einer CTD-Rosette, die ozeanographische Standardgrößen wie Salzgehalt, Temperatur, Tiefe und Strömung misst. Beides kombinierten die Forscher in einem hydrographischen Modell und konnten so die Abflusswerte des Gletschers ermitteln.

Grundlegende Annahmen stimmen nicht

Diese räumten umstandslos eine der zentralen Annahmen der Schmelzraten-Abschätzung ab: "Man dachte, dass die Raten nur dort hoch sind, wo das Gletscherwasser hervorschießt und die Turbulenzen im Meereswasser verursacht", so David Sutherland, "aber die Beobachtungsdaten waren über die gesamte Gletscherfront hinweg hoch." Das heißt, dass das durch warme Luft und Regen auf der Oberfläche des Gletschers geschmolzene Wasser, das durch das Eis sickert und unterhalb in Richtung Meer strömt, eine geringere Rolle spielt, während die Bedeutung der Gletscherschmelze durch vergleichsweise warmes Meerwassers bislang unterschätzt wurde.

Die Daten zeigen auch große Unterschiede zu Beginn und am Höhepunkt des Sommers. Im Mai schmilzt der Gletscher vor allem von oben, durch die sich erwärmende Luft. Im August hingegen sind die Prozesse wichtiger, die unterhalb der Wasserlinie ablaufen. Anscheinend drückt das am Gletschergrund ausströmende Schmelzwasser das relativ warme Meerwasser in Richtung Gletscher. Das Eis schmilzt dann von unten her, der Gletscher wird sozusagen kopflastig und kalbt eher. Dadurch sinkt der Widerstand, den die Gletscherfront dem nachrückenden Eis entgegensetzt, der Gletscher rutscht weiter ins Wasser und schmilzt schneller.

Folgen für die Prognose des Meeresspiegelanstiegs

Für die Bewertung des bisherigen Meeresspiegelanstiegs haben die Messwerte vom LeConte-Gletscher keine Auswirkungen, denn die Höhe des Meeresspiegels wird unabhängig und global durch Satellitenmessungen und andere Instrumente ermittelt. Allerdings können Beobachtungsdaten wie die vom LeConte-Gletscher die Schwundprognosen für die Gezeitengletscher verbessern. Deren Masse ist zwar verschwindend gering, wenn man sie mit den Eisschilden der Arktis und vor allem der Antarktis vergleicht, doch in den kommenden Jahrzehnten werden sie einen überproportionalen Anteil am Meeresspiegelanstieg besitzen. David Sutherland: "Unsere Daten werden die Vorhersagen verbessern und damit helfen die wichtige Frage nach der Geschwindigkeit zu beantworten, mit der das Eis abschmilzt."