Unter der dicken Eisschicht der Antarktis finden Prozesse statt, über die wir bisher nur spekulieren konnten. Dank moderner Satellitentechnologie gibt diese verborgene Landschaft nach und nach ihre Geheimnisse preis. Es stellt sich heraus, dass unser bisheriges Wissen über die Strukturen unter dem Eis eindeutig unvollständig war.
Ein dynamisches System unter der Eisoberfläche
Zehn Jahre präziser Beobachtungen aus dem Orbit führten zu der ungewöhnlichen Entdeckung von 85 aktiven Seen, die tief unter der Eisoberfläche verborgen sind. Damit erweitert sich die Liste der uns bekannten Gewässer dieser Art erheblich: von 146 auf 231. Das Ausmaß dieser Entdeckung zwingt uns dazu, die Modelle, die die Funktionsweise der antarktischen Hydrologie beschreiben, zu überdenken. Die neu entdeckten Seen unterscheiden sich von stabilen Gewässern wie dem berühmten See Vostok. Sie zeichnen sich durch zyklisches Befüllen und Entleeren aus, wodurch sich ihre Form und Fläche über Monate und Jahre hinweg ständig verändert. Dies deutet auf eine viel dynamischere Natur der subglazialen Umgebung hin, als bisher angenommen.
Die Forscher verwendeten den Radarhöhenmesser des Satelliten CryoSat-2, der über einen Zeitraum von zehn Jahren feine Veränderungen der Höhe der Eisoberfläche registrierte. Die Analyse von rund 15 Milliarden Einzelmessungen ermöglichte es, ein leichtes Anheben und Absenken der Eisdecke festzustellen, was auf die Aktivität der mehrere Kilometer tief gelegenen Seen hindeutete.
Das Beobachten des Füllens und Entleerens von subglazialen Seen ist äußerst schwierig.
Geografie und Ausmaß des Phänomens
Die Lage der neu entdeckten Gewässer ist besonders interessant. 73 der 85 Seen befinden sich in der Ostantarktis und nur 12 im westlichen Teil. Dies deutet darauf hin, dass aktive Gletscherseen in der östlichen Region viel häufiger vorkommen als angenommen. Die Untersuchung ergab auch die Existenz von 25 Seengruppen und fünf bisher unbekannten hydrologischen Netzwerken, in denen die Gewässer miteinander verbunden sind. Wenn sich ein See entleert, fließt das Wasser in einen anderen und bildet ein komplexes System unterirdischer Hydraulik. Der Lebenszyklus dieser Seen ist überraschend lang. Die durchschnittliche Entleerungszeit beträgt 2,2 Jahre, während die Füllzeit etwa 3,5 Jahre dauert. Einige Gewässer können ihre Fläche in verschiedenen Phasen des Zyklus um bis zu 50 % verändern.
Es war faszinierend zu entdecken, dass sich die Fläche der subglazialen Seen während verschiedener Füll- oder Entleerungszyklen verändern kann. Dies zeigt, dass die Hydrologie der antarktischen Gletscher viel dynamischer ist als bisher angenommen, weshalb wir diese Seen auch in Zukunft weiter beobachten müssen, fügt Anna Hogg von der Universität Leeds hinzu.
Auswirkungen auf Gletscher und Meeresspiegel
Besonders beunruhigend ist die Lage der sechs neu entdeckten Seen, die nur 8 Kilometer von der Landegrenze der Eisdecke entfernt sind, wobei die beiden nächstgelegenen nur 4 Kilometer von der Küste entfernt sind. Die Nähe zum Ozean bedeutet, dass das Wasser aus diesen Gewässern relativ leicht ins Meer gelangen kann und so das Abschmelzen der Schelfeisgletscher beschleunigt. Gletscherseen entstehen durch geothermische Wärme aus dem Erdinneren oder durch Reibung, die durch bewegtes Eis entsteht. Wenn ein solches Gewässer leerläuft, wirkt das freigesetzte Wasser wie ein Schmiermittel und erleichtert eine schnellere Bewegung des Gletschers in Richtung Ozean. Das Problem besteht darin, dass aktuelle Klimamodelle, die einen Anstieg des Meeresspiegels vorhersagen, diese subglaziale Hydrologie überhaupt nicht berücksichtigen. Dies wirft Fragen hinsichtlich der Genauigkeit unserer aktuellen Prognosen auf.
Die numerischen Modelle, die wir derzeit zur Vorhersage des Beitrags der Eisschilde zum Anstieg des Meeresspiegels verwenden, berücksichtigen die Hydrologie unter den Gletschern nicht.
Interessanterweise befinden sich 81 % der aktiven Seen unter schnell fließenden Eisströmen, die sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50 Metern pro Jahr bewegen. Dies bestätigt den engen Zusammenhang zwischen hydrologischer Aktivität und Gletscherdynamik. Die Entdeckung von 85 neuen Seen ist nur die Spitze des Eisbergs. Hydrologische Modelle gehen davon aus, dass sich unter der Antarktis Tausende solcher Gewässer verbergen könnten. Der Satellit CryoSat-2 hat nur 43 % der Oberfläche des Kontinents beobachtet, was bedeutet, dass mehr als die Hälfte noch erforscht werden muss. Mit der Weiterentwicklung der Satellitentechnologie können wir neue Entdeckungen erwarten, die unser Verständnis der größten Eiskappe der Erde und ihres Einflusses auf das globale Klima verändern werden.
