Unter der dicken Eisschicht der Antarktis verbirgt sich eine Welt, über die wir bisher erstaunlich wenig wissen. Neueste Entdeckungen zeigen, dass die unterirdische Hydrologie dieses Kontinents viel komplexer ist, als wir angenommen haben. Es handelt sich nicht nur um einzelne Gewässer, sondern um ganze Netzwerke miteinander verbundener Seen, die für die Zukunft unseres Planeten von entscheidender Bedeutung sein könnten.
Satellitendaten, die im letzten Jahrzehnt gesammelt wurden, ermöglichten es Wissenschaftlern, 85 bisher unbekannte aktive Gletscherseen zu identifizieren. Diese Entdeckung erweitert unser Wissen über die dynamischen Wassersysteme, die unter der Eisschicht des kältesten Kontinents funktionieren, erheblich.
Bahnbrechende Entdeckung unter der Eisdecke der Antarktis
Forscher der Universität Leeds haben Daten aus zehn Jahren Satellitenbeobachtungen analysiert und 85 aktive Gletscherseen entdeckt, die Wissenschaftlern bisher verborgen geblieben waren. Diese Gewässer unterscheiden sich durch ihre Dynamik erheblich von stabilen Seen wie dem berühmten Vostoksee – sie verändern ihre Größe und Form im Laufe von Monaten oder Jahren.
Vor dieser Studie waren der Wissenschaft 146 solcher dynamischen Gewässer bekannt, was bedeutet, dass die neue Entdeckung ihre Zahl auf 231 erhöht. Dies zeigt, wie viel unter dem antarktischen Eis noch zu kartografieren ist.
Ausmaß der Entdeckung und neue Zahlen
Neben den Seen selbst beobachteten die Forscher auch 12 vollständige Zyklen der Füllung und Entleerung der unter dem Eis liegenden Gewässer. Dank dieser Beobachtungen stieg die Gesamtzahl der dokumentierten Ereignisse von 36 auf 48. Auch wenn diese Zahlen gering erscheinen mögen, liefert jeder dieser Zyklen wertvolle Informationen über die Prozesse, die tief unter dem Eis ablaufen.
Die Daten zeigten auch 25 Seencluster und fünf bisher unbekannte Netzwerke von Gletscherseen mit verbundenen Entleerungs- und Füllzyklen. Diese Netzwerke funktionieren wie unterirdische Wassersysteme, in denen einzelne Reservoirs über Kanäle unter dem Gletscher miteinander verbunden sind.
Wie der Satellit Cryosat-2 verborgene Welten unter dem Eis enthüllte
Der Durchbruch in der Forschung wurde durch die Analyse von Daten ermöglicht, die zwischen 2010 und 2020 vom Satelliten Cryosat-2 der Europäischen Weltraumorganisation gesammelt wurden. Dieses hochmoderne Instrument misst mit außergewöhnlicher Genauigkeit Schwankungen in der Dicke der Eisdecke und erkennt Veränderungen im Zentimeterbereich auf der Oberfläche des Gletschers.
Der Erkennungsmechanismus basiert auf einem einfachen, aber genialen Phänomen: Wenn sich ein subglaziales See füllt, hebt sich die Eisoberfläche darüber leicht an, und wenn es sich leert, senkt sich die Oberfläche. Diese feinen Veränderungen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, werden von präzisen Satelliteninstrumenten eindeutig registriert.
Dynamik aktiver Gletscherseen
Gletscherseen entstehen hauptsächlich auf zwei Arten. Die erste ist geothermische Wärme, die aus dem Erdinneren stammt, zur Basis der Eisdecke aufsteigt und das Eis schmilzt. Der zweite Mechanismus ist die Reibungswärme, die durch die Reibung riesiger Eismassen an der Felsoberfläche entsteht.
Wenn ein solches See leerläuft, wirkt das austretende Wasser wie ein natürliches Schmiermittel. Es fließt unter dem Gletscher hindurch und verringert die Reibung zwischen Eis und Fels, wodurch sich der gesamte Gletscher schneller in Richtung Ozean bewegen kann. Dieses Phänomen hat einen direkten Einfluss auf den globalen Meeresspiegel.
Auswirkungen auf die Stabilität der Gletscher und das zukünftige Klima
Diese Entdeckung ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis zukünftiger Klimaveränderungen. Die periodische Entleerung der Seen erzeugt einen Wasserstrom, der den unteren Teil der Eisdecke schmiert und die Bewegung des Eises in Richtung Ozean beschleunigt. Dieses Phänomen kann den Anstieg des Meeresspiegels erheblich beeinflussen.
Das dramatischste Beispiel für die möglichen Folgen ist der Vostoksee. Dieser riesige Stausee enthält genug Wasser, um den Grand Canyon zu füllen. Sollte er jemals zu entleeren beginnen, könnte dies Auswirkungen auf die gesamte Eiskappe haben und einen globalen Anstieg des Meeresspiegels verursachen.
Notwendigkeit der Verbesserung von Klimamodellen
Die derzeitigen numerischen Modelle, die zur Vorhersage des Einflusses von Eisschichten auf den Anstieg des Meeresspiegels verwendet werden, berücksichtigen die subglaziale Hydrologie nicht vollständig. Das bedeutet, dass unsere Vorhersagen über zukünftige Klimaveränderungen ungenau sein könnten.
Neue Daten über die Lage der untergletscherlichen Seen, ihre Fläche und ihre Veränderungszyklen werden für die Entwicklung genauerer Modelle von entscheidender Bedeutung sein. Je besser wir die komplexen Prozesse verstehen, die die Eiskappe der Antarktis beeinflussen, desto genauer können wir das Ausmaß des künftigen Anstiegs des Meeresspiegels vorhersagen.
Die am 19. September in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie schlägt ein neues Kapitel in der Erforschung der Antarktis auf. Sie zeigt, dass die subglaziale Hydrologie dieses Kontinents viel dynamischer ist als bisher angenommen. Diese Entdeckung unterstreicht die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Überwachung dieser Seen im Zuge ihrer zukünftigen Entwicklung, auch wenn diese Untersuchungen mit vorsichtigem Optimismus zu betrachten sind – in diesem untergletscherlichen Puzzle gibt es noch viel Unbekanntes.
