Das größte Schelfeis der Antarktis verhält sich seltsam

Die Aktivität eines Eisstroms hat zu einer plötzlichen Verschiebung des Ross-Schelfeises geführt.

In der Antarktis sind riesige Gletscher ständig in Bewegung. Eisströme, die wie Förderbänder wirken, sind die Wege beschleunigter Bewegung, die den Großteil des Eises und der Sedimentablagerungen dieser ausgedehnten Gletscher in Richtung Ozean transportieren.

Einer neuen Studie der Washington University in St. Louis zufolge bringt ein solcher Eisstrom das gesamte Ross-Schelfeis mindestens einmal am Tag aus seiner Position.

Dieser Befund ist angesichts der Ausmaße des Ross-Schelfeises von großer Bedeutung: Es handelt sich um das größte Schelfeis der Antarktis und ist etwa so groß wie Frankreich.

„Wir haben festgestellt, dass sich das gesamte Schelfeis einmal oder zweimal am Tag plötzlich um etwa 6 bis 8 Zentimeter (oder 3 Zoll) bewegt, ausgelöst durch einen Eisstrom, der in das Schelfeis fließt“, sagte Doug Wiens, der Robert S. Brookings Distinguished Professor für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften in Arts & Sciences. „Diese plötzlichen Bewegungen könnten möglicherweise eine Rolle bei der Auslösung von Eisbeben und Brüchen im Schelfeis spielen.“

Das Ross-Schelfeis ist eine schwimmende Eislippe, die von Binnengletschern über den Ozean hinausragt.

Wissenschaftler interessieren sich unter anderem deshalb für die Wechselwirkungen zwischen Schelfeis und Eisströmen, weil sie sich Sorgen um die Stabilität der antarktischen Schelfeises in einer sich erwärmenden Welt machen.

Schelfeis wirkt als Bremse für Gletscher und Eisströme. Es verlangsamt deren Weg zum Meer, wo sie schmelzen, wodurch sich mehr Eis auf dem Kontinent ansammeln kann. Wenn ein Schelfeis zusammenbricht, verschwindet diese Stütze und die Gletscher können schneller fließen. Sobald sie ins Meer fließen, tragen sie zum Anstieg des Meeresspiegels bei.

Die neue Studie Geophysikalische Forschungsbriefekonzentriert sich auf die Bewegungen, die durch den Whillans-Eisstrom ausgelöst werden, einen von etwa einem halben Dutzend großer, schnell fließender Eisflüsse, die in das Ross-Schelfeis strömen.

„Man würde die Bewegung nicht allein durch Fühlen wahrnehmen“, sagte Wiens. „Die Bewegung findet über einen Zeitraum von mehreren Minuten statt und ist daher ohne Instrumente nicht wahrnehmbar. Deshalb wurde die Bewegung bis jetzt nicht festgestellt, obwohl seit der Zeit der großen Entdecker Robert F. Scott und Roald Amundsen Menschen auf dem Ross-Schelfeis wandern und dort campen.“

Plötzliches Ausrutschen

Die Bewegung des Ross-Schelfeises wird durch eine – in der Gletschersprache – relativ plötzliche Bewegung des Eisstroms ausgelöst, die als Rutschereignis bezeichnet wird. Es ähnelt dem „Stick-Slip“, der entlang einer Verwerfung vor und während eines Erdbebens auftritt.

In dem von Wiens und seinem Team beobachteten Szenario bleibt ein großer Teil des Whillans-Eisstroms, der mehr als 100 mal 100 Kilometer misst, an Ort und Stelle, während der Rest des Eisstroms vorwärtskriecht. Dann schiebt sich der große Teil ein- oder zweimal am Tag vorwärts gegen das Ross-Schelfeis.

Es könne sich in wenigen Minuten bis zu 40 cm (16 Zoll) bewegen, sagte Wiens.

Studien von Eisströmen in den letzten 50 Jahren zeigen, dass manche Eisströme schneller werden, andere langsamer. Wissenschaftler können Seismographen verwenden, um die plötzliche Bewegung der Eisströme zu erfassen und so zu verstehen, was diese Bewegung steuert. Wiens und sein Team reisten 2014 in die Antarktis, um die in dieser Studie verwendeten Seismographen zu platzieren.

„Ich habe in der Vergangenheit mehrere Artikel über die Verschiebungen des Whillans-Eisstroms veröffentlicht, aber dass sich auch das gesamte Ross-Schelfeis verschiebt, hatte ich bis jetzt nicht entdeckt“, sagte Wiens.

Die Forscher glauben nicht, dass diese Rutschungen direkt mit der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung zusammenhängen. Eine Theorie besagt, dass sie durch den Wasserverlust im Bett des Whillans-Eisstroms verursacht werden, wodurch dieser „klebriger“ wird.

Die mit Erdrutschen verbundenen Spannungen und Belastungen ähneln den Spannungen und Belastungen, die unter anderen Bedingungen beim Auslösen von Eisbeben beobachtet werden.

„Zu diesem Zeitpunkt sind Eisbeben und Brüche einfach Teil des normalen Lebens des Schelfeises“, sagte Wiens. „Es besteht die Sorge, dass das Ross-Schelfeis eines Tages zerfallen wird, da andere kleinere und dünnere Schelfeise dies bereits getan haben. Wir wissen auch, dass das Ross-Schelfeis während der letzten Zwischeneiszeit – vor etwa 120.000 Jahren – zerfiel, was zu einem raschen Eisverlust der anderen Gletscher und der Eisströme führte, die es speisen.“

Referenz: „Ross Ice Shelf Displacement and Elastic Plate Waves Induced by Whillans Ice Stream Slip Events“ von Douglas A. Wiens, Richard C. Aster, Andrew A. Nyblade, Peter D. Bromirski, Peter Gerstoft und Ralph A. Stephen, 27. März 2024, Geophysikalische Forschungsbriefe.
DOI: 10.1029/2023GL108040