Antarktis Forscher wollen 1,5 Millionen Jahre altes Eis finden

Ein Team europäischer Wissenschaftler will in der Antarktis einen Bohrkern aus dem Eis holen, wie es ihn noch nicht gegeben hat: Bis zu anderthalb Millionen Jahre alt soll er sein - und bei der Lösung eines Klimarätsels helfen.

Ein Eiskern ist gebohrt und wartet darauf, aus dem Bohrer genommen zu werden
AWI/ Sepp Kipfstuhl

Ein Eiskern ist gebohrt und wartet darauf, aus dem Bohrer genommen zu werden

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Wer auf der französisch-italienischen Antarktisstation "Concordia" anheuert, muss mit Extremen klarkommen. In 3233 Metern Höhe über dem Meeresspiegel ist die Luft nicht nur sehr dünn, sie ist auch sehr kalt. Die Durchschnittstemperatur hier oben auf dem Antarktischen Plateau liegt bei -54,5 Grad, im Winter können die Werte auch unter -80 Grad fallen.

Einsam ist es auch. Die russischen Kollegen auf der "Wostok"-Station sind gut 500 Kilometer entfernt, alle weiteren Wissenschaftsstützpunkte sogar mehr als 1000 Kilometer.

"Concordia"-Forschungsstation in der Antarktis (Archivbild von 2012)
Esa / IPEV / PNRA-A

"Concordia"-Forschungsstation in der Antarktis (Archivbild von 2012)

Doch nun kommt Bewegung in die einsame Gegend: In Kürze beginnt nur rund 40 Kilometer von der "Concordia"-Station entfernt ein spektakuläres Forschungsprojekt. Polarwissenschaftler werden dort nach besonders altem Eis suchen. "Wir haben die geplante Bohrstelle auf einen Bereich von drei Kilometern eingegrenzt", sagt Projektleiter Olaf Eisen vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven dem SPIEGEL. Auf dem Jahrestreffen der European Geosciences Union in Wien hat er den Plan am Dienstag zusammen mit Kollegen vorgestellt.

Gebohrt werden soll demnach ab dem Jahr 2021 an einem Standort namens "Little Dome C". Derzeit laufen die Verhandlungen für den Fördervertrag mit der Europäischen Union. Das Projekt heißt "Beyond Epica - Oldest Ice" (BE-OI). Der Name erinnert daran, dass Forscher schon vor rund 15 Jahren im Rahmen des europäischen "Epica"-Projektes an der "Concordia"-Station einen Eiskern zutage förderten, den bisher ältesten seiner Art.

Mit Hilfe der darin eingeschlossenen Gasblasen ließ sich damals das Erdklima der vergangenen 800.000 Jahre rekonstruieren. Der neue Bohrkern vom "Little Dome C" soll nun jedoch noch deutlich weitere Blicke zurück erlauben: Das älteste Eis darin soll, so hoffen die Forscher, sogar anderthalb Millionen Jahre alt sein. Mit seiner Hilfe wollen die Forscher ein klimageschichtliches Rätsel lösen. Es hat damit zu tun, mit welcher Geschwindigkeit sich Kalt- und Warmzeiten abwechseln.

Seit ungefähr 11.000 Jahren befindet sich die Erde in einer warmen Phase, einem sogenannten Interglazial. Und weil der Mensch sie durch die von ihm ausgestoßenen Treibhausgase weiter erwärmt, ist nicht klar, ob und wann der nächste kühle Abschnitt kommt.

Gasblasen in einem Eiskern (Archivbild)
AWI/ Sepp Kipfstuhl

Gasblasen in einem Eiskern (Archivbild)

Bis vor etwa 900.000 bis 1.200.000 Jahren war die Sache so: Perioden mit sehr frostigem beziehungsweise sehr warmem Klima folgten in einem Abstand von 40.000 Jahren. Doch seit dieser Zeit - die Forscher sprechen vom Mittleren Pleistozän-Übergang - erfolgt der Wechsel zwischen den sogenannten Glazialen und Interglazialen nur noch etwa alle 100.000 Jahre. "Man hat bis heute nicht vollständig verstanden, wie es zu dieser Veränderung gekommen ist", sagt Eisen.

Die bisherigen Erkenntnisse zum mittleren Pleistozän-Übergang stammen aus Sedimentkernen, die Forscher am Ozeanboden erbohrt haben. Doch darin gibt es keine Informationen zum Kohlendioxid- oder Methangehalt der Atmosphäre. Diese Daten soll nun das Eis von "Little Dome C" liefern.

An der Bohrstelle ist der antarktische Eisschild etwa 2750 Meter dick. Und so lang soll auch der Bohrkern werden. Wie die Schichten einer Torte liegen die eisigen Lagen übereinander. Je weiter unten, desto älter - und desto dichter gepackt: Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass in den bodennahen Bereichen des Kerns ein Meter Kern das Eis aus etwa 10.000 bis 15.000 Jahren Erdgeschichte enthält.

Altes Eis haben Forscher schon an verschiedenen Stellen der Erde untersucht, zum Beispiel in Hochgebirgen wie dem Himalaja und den Anden, vor allem aber auch in Grönland. Als Erster hatte der deutsche Polarforscher Ernst Sorge in den Jahren 1930/1931 dort Eis aus einer 15 Meter tiefen Grube gefördert und untersucht. Ab den Fünfzigerjahren wurden dann zahlreiche Bohrungen in den Untergrund getrieben, teils bis zu drei Kilometer tief.

Das älteste bekannte Eis aus Grönland stammt aus dem vor knapp zehn Jahren gewonnenen Bohrkern des "Neem"-Projekts - und ist rund 128.000 Jahre alt. Eis aus Grönland ist also längst nicht so alt ist wie aus der Antarktis. Das hat vor allem damit zu tun, dass riesige Ströme das Eis langsam aus der Mitte der Arktisinsel in die Meere am Rand transportieren. Von dort aus schwimmt es in Form von Eisbergen in wärmere Gefilde und taut.

Ein Kernbohrer wird ins Eis hinab gelassen, um Proben zu nehmen (Archivbild)
AWI/ Sepp Kipfstuhl

Ein Kernbohrer wird ins Eis hinab gelassen, um Proben zu nehmen (Archivbild)

Die Antarktis ist also das länger zurückreichende Klimaarchiv. Mit der neuen Bohrung wollen sich die Forscher nun in bisher noch nicht erreichte Altersbereiche vorarbeiten.

Im ersten Jahr der Bohrung will sich das Team zunächst einmal nur 100 Meter in den Untergrund vorabreiten, um die Technik zu testen. Abgeschlossen werden soll die Bohrung in den Jahren 2024/2025, ein weiteres Jahr ist dann für die Analyse der Eiskerne nötig.

Neben den Europäern am "Little Dome C" wollen auch andere internationale Teams nach besonders altem Eis in der Antarktis bohren, man arbeitet in einem Verbund namens IPICS zusammen. So untersuchen japanische Forscher den Untergrund bei der Dome-Fuji-Station, um die Eine-Million-Jahr-Marke zu knacken. Und chinesische Forscher bohren am sogenannten Dome A, auch sie haben es auf Eis dieses Alters abgesehen.

An anderen Stellen der Antarktis haben Forscher auch schon deutlich älteres Eis gefunden. Es ist bis zu 2,7 Millionen Jahre alt und stammt aus dem Bereich der sogenannten Allan Hills Blue Ice Area. Hier sorgen geologische Verhältnisse im Untergrund dafür, dass altes Eis zuoberst liegt - die Torte, um im Bild von vorhin zu bleiben, ist also umgefallen.

Das Problem: Das Eis von den Allan Hills ist bisher nicht durchgängig erhalten. Allerdings haben Wissenschaftler um Laura Kehrl von der University of Washington einen Vorschlag vorgelegt, wo sich aus ihrer Sicht auch dort ein Eiskern mit einer Million Jahre altem Material finden lassen könnte.


Zusammengefasst: Unweit der französisch-italienischen Forschungsstation "Concordia" wollen europäische Wissenschaftler einen Bohrkern aus dem Eis der Antarktis holen. Er soll an seinem unteren Ende bis zu 1,5 Millionen Jahre alt sein. Durch im Eis eingeschlossene Gasblasen ließe sich so das Klima zu dieser Zeit rekonstruieren. Es gibt zwar bereits jetzt ältere Eisstücke für solche Analysen. Bei ihnen fehlen aber lange Zeiträume.

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