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Glaziologie: Wellen im Eis lassen Schmelzwasserseen wandern

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Eine Gruppe von charakteristischen Schmelzwasserseen auf dem antarktischen Eis wandert wesentlich schneller als das Eis selbst fließt. Claire LaBarbera und Douglas MacAyeal vom Cornell College in Mount Vernon führten das bislang rätselhafte Phänomen am Georg-VI-Eisschelf auf den Staueffekt einer Insel zurück, die den Gletscher blockiert. Dadurch entstehen Wellen im Eis, die ähnlich wie Meereswellen in einem flachen Winkel an das Ufer branden. Die Seen bilden sich in den Wellentälern und erhalten von ihnen ihre längliche Form. Da die Welle wesentlich schneller am Ufer entlang wandert, als das Eis fließt, überholen die Seen in ihren Tälern den Eisstrom.

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Seenkette vor der Alexander-Insel | Vor der Alexander-Insel (rechts) staut sich das Georg-VI-Eisschelf und schlägt Wellen, in deren Tälern sich die wandernden Seen bilden. Bild: Ólafur Ingólfsson: Quaternary glacial and climate history of Antarctica

Das George-VI-Eisschelf füllt einen schmalen Kanal zwischen der antarktischen Halbinsel und der vorgelagerten Alexander-Insel und öffnet sich an zwei Fronten zum Ozean – der Gletscher fließt senkrecht zur Achse des Kanals gegen das Ufer der vorgelagerten Insel. Das Schmelzwasser bildet dort, wo das Eis an das gegenüberliegende Ufer brandet, eine Kette von charakteristischen langgezogenen Seen. Satellitenfotos zeigen, dass diese Seenkette mit einer Geschwindigkeit von etwa 500 Meter pro Jahr entlang der Uferlinie nach Norden wandert – etwa drei Mal so schnell wie das Eis selbst, und in einem Winkel von bis zu 60 Grad zu dessen Fließrichtung.

Ursache ist ein Prozess namens viskoses Abknicken: Ein zähflüssiges Material verbiegt sich in bestimmter Weise, wenn es auf ein Hindernis trifft. Das Eis staut sich am Fuß der bergigen Insel und schlägt durch die Kompression buchstäblich Wellen. Die entstehende Wölbung ist allerdings weniger mit den Falten eines zusammengeschobenen Tischtuchs vergleichbar als mit einer klassischen Meereswelle. Wenn sie in einem flachen Winkel aufs Land trifft, gleitet sie die Küste entlang und nimmt die Seen in ihrem Tal mit. In einem Punkt allerdings verhalten sich die Wellen im Eis völlig anders als Wasserwellen: Die Höhe der Wellenkämme fällt mit zunehmender Entfernung zum Hindernis exponentiell ab. Nur nahe des stauenden Ufers sind die Wellentäler tief genug, dass sich die Seen bilden können.

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