Direkt zum Inhalt

Rasante Eisschmelze: Erderwärmung löscht Informationen aus Gletschern

Forschende wollten Klimadaten von einem Eisbohrkern aus den Schweizer Alpen ablesen - und stellten überrascht fest, dass das Klimaarchiv unbrauchbar war. Dieses Schicksal droht wohl vielen Gletschern.
Luftaufnahme des Alpengletschers am Grand Combin: ein gletscherbedeckter Gebirgsrücken, ringsrum weitere Berggipfel ohne Schnee und Eis
Der Corbassière-Gletscher auf dem Grand Combin ist einer der höchstgelegenen Alpengletscher. Trotzdem hat Schmelzwasser die im Eis gespeicherten Klimainformationen bereits zerstört.

Der Schock kam im Labor: Forschende des Schweizer Paul Scherrer Instituts (PSI) bemerkten bei der Analyse eines Eiskerns, den sie aus einem 4100 Meter hohen Gletscher gebohrt hatten, dass nicht mehr alle erwarteten Informationen darin gespeichert waren. Die zunehmenden Temperaturen hatten einem der höchstgelegenen Alpengletschern, dem Corbassière-Gletscher des Grand Combin im Schweizer Kanton Wallis, so zugesetzt, dass er als Klimaarchiv unbrauchbar geworden war. Der Verlust der sensiblen Daten kam überraschend für die Fachleute, die mit einer solch raschen Zerstörung nicht gerechnet hatten. Das berichtet das Team um Margit Schwikowski in der Fachzeitschrift »Nature Geoscience«.

»Schon auf dem Gletscher haben wir gemerkt, dass diesmal etwas anders ist«, berichtet Schwikowski, die am PSI das Labor für Umweltchemie leitet. Eigentlich wollte ihr Team im Jahr 2020 durch das Eis bis hinunter zum Felsgrund in 80 Meter Tiefe bohren. »Eis ist relativ weich. Daher sind tiefe Bohrungen normalerweise kein Problem. Hier aber sind wir gescheitert«, erklärt die Forscherin. Bereits in 20 Meter Tiefe stießen sie auf eine dicke Eisschicht, an der sich der Bohrer verkantete. »In dieser Tiefe hatten wir noch Firn erwartet. Mehrfach haben wir das Bohrcamp verlagert und neu angesetzt«, erzählt Schikowski weiter. Das Ergebnis war überall das gleiche. Die Forschungsgruppe musste das Unterfangen schließlich abbrechen.

Bohrcamp Grand Combin | Das Camp des Wissenschaftlerteams auf dem Grand Combin im Wallis. Hier wurden auf 4200 Meter Eisbohrkerne aus dem Nährgebiet des Gletschers gezogen. Sie bargen eine unschöne Überraschung: Der Klimawandel war schneller gewesen als die Forschenden.

Gletscher sind für die Klimaforschung von unschätzbarem Wert. In ihrem Nährgebiet – dort wo sich der Eisnachschub bildet – lagert sich Jahr für Jahr Schneeschicht auf Schneeschicht ab. Der ältere Schnee, Firn genannt, wird über die Jahre vom Gewicht der neuen Schneeschichten immer weiter zusammengepresst, bis er Jahrzehnte später zu Eis geworden ist. Mit jedem Schneefall lagern sich auch Feinstaubpartikel aus der Luft auf dem Gletscher ab, die Schadstoffe wie Nitrat, Ammonium und Sulfat oder Schwermetalle enthalten. So sammeln sich über Jahrtausende im Gletschereis wertvolle Informationen über Klima- und Umweltbedingungen vergangener Zeiten. »Das kann man sich vorstellen wie bei Baumringen. Für uns ist Gletschereis wie eine Bibliothek, aus der wir eine Unzahl Informationen über die Vergangenheit gewinnen«, erklärt Schwikowski.

Alle Daten gelöscht

Ende 2023 haben die Forschenden die unvollständigen Bohrkerne, die sie vom Grand Combin geholt hatten, analysiert. Und mussten feststellen, dass sich daraus nichts mehr ablesen lässt. Um die Bohrkerne zu untersuchen, schmilzt man sie im Labor Schicht für Schicht und analysiert sie chemisch. Daraus erhält man detaillierte Informationen: »So können wir sogar die jahreszeitlichen Schwankungen im Klima ablesen, da gewisse Stoffe nur mit der warmen Sommerluft bis in die Höhen des Gletschernährgebiets gelangen«, erzählt Schwikowski. Bei diesem Bohrkern war das aber nur für die oberen drei oder vier Jahresschichten der Fall. Danach flachte die Kurve der Spurenstoffkonzentrationen zusehends ab, außerdem waren insgesamt sehr wenige Spurenstoffe enthalten. »Das dürfte nicht sein.«

Dass mit dem Bohrkern etwas nicht stimmte, war umso merkwürdiger, weil ein an derselben Stelle gezogener Bohrkern aus dem Jahr 2018 noch völlig intakt war. Dort lieferten die Analysen die erwarteten Ergebnisse. Was war passiert?

Eine Eisschicht, die da nicht sein dürfte

Wie die Forschenden vermuten, muss sich an der Oberfläche des Gletschers zwischen 2018 und 2020 viel Schmelzwasser gebildet haben, das dann in den Gletscher eindrang und die enthaltenen Spurenstoffe mit in die Tiefe nahm. »Die harte Eisschicht in 20 Meter Tiefe dürfte es eigentlich nicht geben«, erläutert Schwikowski. Der Druck, bei dem aus dem Firn Eis entsteht, werde bei den Alpengletschern erst in 40 bis 50 Meter Tiefe erreicht. Es musste also Schmelzwasser eingefroren sein – kein gutes Zeichen. Doch das allein erklärte die Befunde nicht zufrieden stellend. »Wären wir oberhalb der harten Schicht auf eine Art Konzentrat dieser Spurenstoffe gestoßen, hätte das diese Vermutung bestätigt«, führt Schwikowski fort. Das war aber nicht der Fall. Vielmehr war es offenbar so warm gewesen, dass bei Weitem nicht alles Wasser wieder einfror. »Ein großer Teil des Schmelzwassers floss wohl einfach auf der undurchlässigen Eisschicht durch den noch porösen darüber liegenden Firn ins Tal und riss die Spurenstoffe und damit die Klimainformation mit«, sagt die Chemikerin.

Bohrkern frisch aus dem Gletscher | Jacopo Gabrieli vom italienischen Nationale Forschungsrat und Margit Schwikowski vom Schweizer Paul Scherrer Institut stoßen einen Eiskern aus dem Kernrohr. In der Mitte des Bohrkerns ist eine dicke Eisschicht zu erkennen, die durch gefrierendes Schmelzwasser entstanden ist.

Auf der Suche nach einer Erklärung sah sich Schwikowskis Team die meteorologischen Daten der vergangenen Jahre an. Seit 2015 war es in den Alpen jedes Jahr deutlich wärmer als üblich gewesen. Zwischen 2018 und 2020 gab es aber keinen speziellen Temperaturspitzen, also kein »Hitzejahr«, das für sich genommen die Schmelze ausgelöst haben könnte. »Stattdessen war es wegen der vielen warmen Jahre einfach nie mehr kalt genug gewesen, so dass der Gletscher irgendwann zwischen 2018 und 2020 eine kritische Schwelle überschritten hat«, erklärt Schwikowski. Dass die Erderwärmung die Gletscher rasant schwinden lässt, ist allen Klimawissenschaftlern klar – wie rasant, hätten aber viele unterschätzt, gibt die Forscherin zu. »Dass auch die Nährgebiete hochalpiner Gletscher derart betroffen sind, hätten wir nicht gedacht.« Wenn schon der hoch gelegene Corbassière-Gletscher als Klimaarchiv nicht mehr brauchbar ist, ist das vermutlich auch bei den meisten anderen Alpengletschern der Fall.

Einlagerung in der Antarktis geplant

Die Erkenntnis erschüttert die Forschenden besonders, da ausgerechnet dieser Eisbohrkern für eine Initiative gedacht war, die der Zerstörung der sensiblen Eisarchive durch den Klimawandel eigentlich zuvorkommen sollte: Da die Gletscher unaufhaltsam schwinden, hat sich eine Gemeinschaft von Eisbohrkernfachleuten aus aller Welt zur »Ice Memory Foundation« zusammengetan, um Eisbohrkerne aus 20 gefährdeten Gletschern in einem Archiv in der Antarktis einzulagern. Daraus sollen künftige Generationen Daten gewinnen können, die sich mit den heutigen Methoden noch gar nicht erheben lassen. Im Moment würden erste DNA-Analysen möglich, erzählt Schwikowski, doch das sei erst der Anfang: »Wir hoffen eines Tages sogar historische Daten über Ökosysteme oder kursierende Krankheitskeime aus dem Eis gewinnen zu können. Es stecken vermutlich riesige Datenschätze im jahrtausendealten Eis, von denen wir heute noch gar nichts ahnen«, schätzt die Forscherin. Die Kerne sollen in der Nähe des Südpols in einer Schneehöhle bei der italienisch-französischen Forschungsstation Concordia dauerhaft verwahrt werden.

Eisbohrkerne aus den Alpen wird es in der Antarktis trotzdem geben, wenn auch nicht vom Grand Combin. Auf dem auf 4250 Meter gelegenen Gletscher des Col du Dôme am Mont Blanc wurde bereits 2016 gebohrt, auf dem Colle Gnifetti an der Grenze zwischen Italien und der Schweiz, der mit 4450 Metern noch höher liegt, ebenfalls. Trotzdem ist das Projekt ein Wettlauf mit der Zeit – und sein Gelingen, wie sich nun gezeigt hat, alles andere als sicher.

Ice Memory

Für das Projekt »Ice Memory« werden Eisbohrkerne aus wichtigen Gletschern gewonnen und in der Antarktis eingelagert, um die im Eis gespeicherten Klimainformationen auch nach dem Abschmelzen der Gletscher zu erhalten. Beteiligt sind das Paul Scherrer Instituts (PSI), die Universität Grenoble Alpes, die Universität Ca' Foscari in Venedig, das französische Nationale Forschungsinstitut für nachhaltige Entwicklung (IRD), das französische Nationale Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS), der italienische Nationale Forschungsrat (CNR) und das französische Polarinstitut Paul-Emile Victor (IPEV).

Eis aus folgenden Gletschern wurde bereits gesichert:

Jahr, OrtHöhe der BohrungLänge der Eisbohrkerne
2023 Colle del Lys – Monte Rosa, Italien/Schweiz4155 m über NN106 m und 106 m
2023 Holtedahlfonna – Svalbard, Norwegen1150 m74 m
2021 Colle Gnifetti – Monte Rosa, Schweiz4450 m80 m und 83 m
2018 Grand Combin – Schweiz4123 m25 m, 18 m und 18 m
2018 Albrus – Kaukasus, Russland5100 m150 m und 120 m
2018 Belukha – Altai, Russland4506 m160 m und 106 m
2017 Illimani – Anden, Bolivien6300 m134 m und 137 m
2016 Col du Dôme – Alpen, Frankreich4300 m128 m

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.