Kalbende Gletscher Forscher berechnen Abbruchrate von Eisgiganten

Große Eismassen rutschen permanent vom Festland Grönlands und der Antarktis ins Meer, gewaltige Eisberge brechen ab und treiben auf den Ozean hinaus. Jetzt haben Forscher eine Faustformel entwickelt: Sie verrät, wie schnell die Gletscher Eis verlieren.

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Für die "Titanic" wurden sie zum Verhängnis, und auch für Klimaforscher sind sie schwer berechenbar: Eisberge, die immer wieder von den mächtigen Eisschelfs Grönlands und der Antarktis abbrechen und aufs Meer hinaus schwimmen. Sie sind nicht nur eine Gefahr für die Schifffahrt, sondern können auch den Meeresspiegel steigen lassen.

Ein Team US-amerikanischer Forscher hat nun eine mathematische Formel entwickelt, mit der sich die Geschwindigkeit dieses sogenannten Kalbens berechnen lässt. Die Grundlage dafür bildeten die Daten von einem Eisschild in Grönland und neun in der Antarktis, die Richard Alley von der Pennsylvania State University und seine Kollegen ausgewertet haben. Das Ergebnis: Die Abbruchrate der ins Meer ragenden Eispanzer hängt ab vom Produkt aus Ausdehnungsgeschwindigkeit der des Eises, der Gletscherdicke und der Gletscherbreite.

Die untersuchten Schelfs sind meist viele hundert Meter dicke und Hunderte Kilometer lange Eisschichten, die ein Gletscher vom Festland aus ins Meer schiebt. An der Vorderseite brechen Eisberge auf oft spektakuläre Weise ab.

Spannungen, Risse, Abbruch

"Ein Eisschelf dehnt sich unter seiner eigenen Masse immer aus", sagt Alley im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Wenn man beispielsweise ein Gummiband horizontal in einem Eisblock einfriere, werde das Band mit der Zeit immer länger. Diese permanente Ausdehnung verursache Spannungen im Eis, Risse quer zur Ausbreitungsrichtung könnten sich bilden - mit dem Ergebnis, dass ein Gletscher kalbe. "Je größer die Spannungen sind, also je höher die Ausdehnungsgeschwindigkeit, desto mehr Risse entstehen und desto mehr Eisberge brechen ab", erklärt der Forscher. "Diese Ausdehnung erklärt fast alles, was an der Eisschicht zu beobachten ist."

Doch die Faustformel für das Kalben werde noch besser, wenn man weitere Faktoren berücksichtige, und zwar Höhe und Breite des Eises. "Bei den meisten Eisschelfs gibt es Begrenzungen an der Seite, etwa die Bergrücken eines Fjords." Dadurch dehne sich das Eis nur in Richtung Meer aus. Je höher und breiter das Schelf sei, desto größer sei die Ausdehnung in der Länge, was die Rissbildung forciere. Umgekehrt gilt: Wenn sich das Eis langsamer ausbreitet, ist die Rissbildung moderater.

Die mit der Faustformel berechnete Kalbungsrate beträgt je nach Gletscher zwischen einigen hundert bis zu einigen tausend Metern pro Jahr. Die Werte stimmen recht gut mit den vor Ort gemessenen Raten überein, schreiben die Forscher im Fachblatt "Science". Zu den untersuchten Eisschilden zählen das Ross-Schelf, das Filchner-Ronne- und das Larsen-Schelf in der Antarktis.

30 Meter Eis brechen täglich ab

Die mit rund 30 Metern pro Tag höchste Abbruchrate erreicht Jakobshavn Isbræ auf Grönland - der schnellste Gletscher der Welt. Jährlich brechen dort Eisberge mit einer Gesamtmasse von 35 Milliarden Tonnen ab. Deutlich langsamer ist das McMurdo-Schelf in der Antarktis, das auf eine Abbruchrate von zehn Metern pro Jahr kommt.

An welchem Tag sich welcher Eisblock wo selbständig macht, können die Forscher zwar nicht vorhersagen. Immerhin aber können sie Schätzungen über die Länge des Eises abgeben, das im Verlaufe eines Jahres abbricht.

Mit der Formel wollen die Wissenschaftler bestehende Klimamodelle verbessern. Das Kalben von Eisbergen ist ein wichtiges Glied in der Kette von Klimaereignissen, die zu einem Anstieg des Meeresspiegels führt. Je mehr Eis vom Festland in die Meere rutscht, desto stärker erhöht sich der Pegel. Je besser Forscher die Entwicklung der Eisschilde und Gletscher in den Polargebieten vorhersagen können, desto präziser sind auch ihre Aussagen zum Meeresspiegel.

In den vergangenen Jahren hatte es teils heftige Debatten darüber gegeben, wie stark die Meere ansteigen werden. Manche Forscher glauben, dass der Anstieg deutlich höher ausfallen wird, als etwa vom Weltklimarat IPCC prognostiziert.

Mit Material von ddp



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