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Speere für die Wissenschaft

Der Pine-Island-Gletscher ist derart unzugänglich, dass wissenschaftliches Arbeiten dort bislang nur mithilfe von Luftbildern möglich war. Nun haben britische Forscher ein Instrument entwickelt, das auch in den entlegensten Gebieten der Antarktis Messungen direkt an der Oberfläche erlaubt: den Mess-Speer.

Von Dagmar Röhrlich | 08.05.2013

Das Einzugsgebiet des Pine-Island-Gletschers ist riesig: Mit allen Zuflüssen würde es weite Teile Deutschlands bedecken. In ihm liegt so viel Eis, dass der Meeresspiegel um ein bis zwei Meter steigen würde, wenn er ganz abschmölze. Diese Eismassen sind ständig in Bewegung und strömen seit Jahren immer schneller in Richtung Meer. Das beunruhigt Glaziologen wie Hilmar Gudmundson vom Britischen Antarktischen Dienst:

"Der Teil des Gletschers, der aufs Meer strömt und dort aufschwimmt, erreicht derzeit eine Geschwindigkeit von zwei bis drei Kilometern pro Jahr. Derzeit steht er für knapp ein Zehntel des Teils globalen Meeresspiegelanstiegs, der durch das Abschmelzen von Gletscher und Eiskappen zustande kommt. Aber das können wir nur abschätzen."

Um die Gefahr durch den Pine-Island-Gletscher richtig beurteilen zu können, sind die vorhandenen Daten nicht präzise genug. Sie stammen von Luftbildern und Satelliten, denn dieser Eisstrom liegt in einer unzugänglichen Region der Westantarktis. Außerdem ist er so stark von Spalten durchzogen, dass die Arbeit von Feldteams unmöglich ist. Noch nicht einmal zum Aussetzen eines Sensors können Flugzeuge dort landen:

"Wir wollen den Pine-Island-Gletscher mit Instrumenten versehen, um den Einfluss des westantarktischen Eisschildes auf den globalen Meeresspiegelanstieg besser zu verstehen. In keinem anderen Bereich der Antarktis nimmt die Eisdicke schneller ab und beschleunigen sich die Eisströme stärker."

Vermutlich liegt das am Schelfeis, das vor dem Gletscher auf dem Meer schwimmt und seine Barrierefunktion verliert:

"Da läuft eine Art Kettenreaktion ab, bei der sich die Meere erwärmen, so dass das Schelfeis zu schmelzen beginnt. Es wird dünner, hält die vom Festland nachdrängenden Eismassen nicht mehr so effizient zurück, die beschleunigen sich, fließen schneller ab. Was aber genau passiert, ist nicht ganz klar."

Das Projekt "Javelin", zu deutsch: Speer, soll nun helfen, die Datenlage zu verbessern, erläutert David Jones vom Britischen Antarktischen Dienst:

"Wir haben dieses Konzept so entwickelt, dass wir Sensoren von einem Flugzeug aus abwerfen können. Unsere Javelins sehen aus wie zweieinhalb Meter lange Speere. Der erste Meter, in dem die Sensoren sitzen, gräbt sich in den Schnee ein. Der Rest schaut heraus und trägt die Antennen. Sie sollen die Daten an die Satelliten senden, bevor sie völlig eingeschneit sind."

Aus dem Flugzeug abgeworfen, treffen die Mess-Speere mit rund 160 Stundenkilometern auf die Oberfläche. Flügelartige Eisbremsen stoppen sie dann in der richtigen Tiefe:

"Wir haben viel Zeit damit verbracht, das Gerät so zu entwickeln, dass es senkrecht auf den Boden aufschlägt, damit die Antennen die richtige Position für den Datentransfer zum Satelliten haben. Die Eisbremsen durften die Flugbahn nicht stören. Deshalb haben wir sie mit Serien von Löchern versehen. Außerdem verbessern und stabilisieren wir die Flugbahn mit einem 20 Zentimeter großen Fallschirm."

Rund 1000 Euro kostet ein Javelin: Für antarktische Verhältnisse ist das preiswert. Derzeit messen die GPS-Sensoren der ersten Javelin-Generation die Geschwindigkeit des Eisstroms. Von den 33 ausgesetzten Geräten überstanden 28 den Einschlag und liefern Daten. Die helfen, die Rechenmodelle zu überprüfen und das Verhalten des Eisstroms für die kommenden 10, 20 oder 100 Jahren besser zu simulieren:

"Wir haben gerade vom britischen Umweltforschungsrat NERC Mittel für 30 bis 40 weitere Javelins bekommen. Die werden wir in der kommenden Saison über dem Thwaites-Gletscher aussetzen, dem zweiten großen Eisstrom der Gegend."

Denn auch der scheint sich zu beschleunigen. Außerdem werden andere Sensoren für den Einsatz im Javelin erprobt, um ein breiteres Datenspektrum aus entlegenen Gebieten zu erhalten.