Am Pine-Island-Gletscher, dem längsten und am schnellsten fließenden Gletscher der Antarktis, hat sich gestern (am 8. Juli 2013) eine riesige Fläche Schelfeis gelöst und treibt nun in Form eines sehr großen Eisberges in der Amundsen-See.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, haben dieses Naturschauspiel über den Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verfolgt und in vielen Einzelaufnahmen dokumentiert. Die Daten sollen helfen, die physikalischen Rätsel eines solchen "Kalbens" zu lösen.

Den ersten Riss in der Gletscherzunge hatten Wissenschaftler der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA am 14. Oktober 2011 bei einem Überflug entdeckt. Er war damals rund 24 Kilometer lang und 50 Meter breit. "Infolge der Risse hat sich ein riesiger Eisberg von der Gletscherzunge gelöst - er misst 720 Quadratkilometer und ist damit fast so groß wie das Stadtgebiet Hamburgs", berichtet Prof. Angelika Humbert, Eisforscherin vom Alfred-Wegener-Institut.

Die Glaziologin und ihr Team haben die hoch auflösenden Radaraufnahmen des DLR-Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X genutzt, um das Fortschreiten der beiden Risse zu beobachten und die physikalischen Prozesse hinter den Gletscherbewegungen besser zu verstehen. So vermaßen die Forscher unter anderem die Spaltbreiten und berechneten die Fließgeschwindigkeit des Eises. "Oberhalb des großen Risses ist der Gletscher zuletzt mit einem Tempo von zwölf Metern pro Tag geflossen", berichtet Humberts Kollegin Dr. Dana Floricioiu vom DLR. Und Nina Wilkens, Doktorandin im Team von Humbert ergänzt: "Anhand der Aufnahmen konnten wir verfolgen, wie sich der größere Riss am Pine-Island-Gletscher zunächst auf eine Strecke von 28 Kilometern verlängerte. Kurz vor der "Geburt" des Eisberges öffnete sich der Spalt dann Stück für Stück, sodass er an seiner breitesten Stelle etwa 540 Meter maß."

Diese und andere TerraSAR-X-Satellitendaten lassen die Wissenschaftler in Computersimulationen einfließen, mit denen sie die Bruch- und Fließmechanik der Eismassen modellieren. "Gletscher sind ständig in Bewegung. Sie haben ihre ganz eigene Fließdynamik. Ihr Eis ist permanenten Spannungen ausgesetzt und das Kalben von Eisbergen ist noch weitestgehend unerforscht", sagt Eismodelliererin Angelika Humbert.

Ihre Simulationsergebnisse vergleichen die Wissenschaftlerin und ihr Team im Anschluss mit aktuellen Satellitendaten wie jenen von TerraSAR-X. Stimmen Modellrechnung und Realität überein, können die Wissenschaftler daraus zum Beispiel schlussfolgern, welche Gleiteigenschaft der Boden unter dem Gletschereis besitzt oder wie sich der Eisstrom im Fall einer weiteren Erderwärmung verhalten könnte.

Werden Eisabbrüche wie dieser vom Klimawandel hervorgerufen? Angelika Humbert sieht bisher keinen direkten Zusammenhang: "Die Bildung von Rissen im Schelfeis und damit auch die Entstehung neuer Eisberge sind natürliche Vorgänge", sagt die Glaziologin. Allerdings sei der Pine-Island-Gletscher, der vom Hudson-Gebirge in die Amundsen-See fließt, mit einem Fließtempo von etwa vier Kilometern pro Jahr der am schnellsten fließende Gletscher der westlichen Antarktis. Diese Geschwindigkeit wird jedoch weniger von den steigenden Lufttemperaturen hervorgerufen. Sie gründet vielmehr darauf, dass sich die Windrichtungen in der Amundsen-See geändert haben. "Der Wind bringt nun warmes Meerwasser unter das Schelfeis. Dieser Prozess führt mit der Zeit dazu, dass das Schelfeis von unten schmilzt, vor allem an der sogenannten Aufsetzlinie, dem kritischen Übergang zum Inlandeis", sagt die Wissenschaftlerin.

Für den westantarktischen Eisschild hätte ein noch schnelleres Fließen des Pine-Island-Gletschers vermutlich ernstzunehmende Folgen: "Das westantarktische Inlandeis liegt auf Land, das tiefer liegt als der Meeresspiegel. Sein 'Bett' neigt sich zudem landeinwärts. Es besteht also durchaus die Gefahr, dass diese großen Eismassen instabil werden und ins Rutschen kommen", sagt Humbert. Würde der gesamte westantarktische Eisschild in den Ozean fließen, hätte dies einen weltweiten Meeresspiegelanstieg in Höhe von etwa 3,3 Metern zur Folge.

Hintergrundinformation: Schelfeis
Das 200 bis 1200 Meter dicke Schelfeis entsteht durch das Abgleiten von Gletschern ins Meer. Es ist also ein Ausläufer des antarktischen Inlandeises, welches sich zu seinem Rand hin ausdünnt und auf dem Meer schwimmt. Der Eisschild selbst liegt auf dem antarktischen Kontinent auf, erreicht eine Dicke von bis zu vier Kilometern und ist in großen Teilen am Felsboden festgefroren. Eine Besonderheit der Westantarktis: Hier liegen große Teile der Landfläche unterhalb des Meeresspiegels.

Einen NASA-Hintergrundbericht von der Entdeckung des ersten Risses sowie eindrucksvolle Animationsvideos finden Sie unter:
www.nasa.gov/mission_pages/icebridge/news/fall11/pig-break.html

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und 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 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

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