Expedition zu den Gletschern der Antarktis

Forschung soll Prognosen für globalen Meeresspiegelanstieg verbessern

Wie hat sich der westantarktische Eisschild im Wechsel von Kalt- und
Warmzeiten verändert? Und was bedeutet das für den heutigen und
zukünftigen Anstieg des Meeresspiegels? Das sind die Kernfragen, mit
denen 50 wissenschaftliche Fahrtteilnehmer unter Leitung des
Alfred-Wegener-Instituts am kommenden Montag, den 6. Februar 2017 mit
dem Forschungsschiff Polarstern von Punta Arenas (Chile) in Richtung des
antarktischen Amundsenmeeres aufbrechen. In dieser Region ist der
Eismassenverlust derzeit so groß, wie nirgends sonst in der Antarktis.
Erstmalig in der Antarktis soll das Meeresboden-Bohrgerät MARUM-MeBo70
zum Einsatz kommen.

Risse im antarktischen Larsen-Schelfeis und im Brunt-Eisschelf, das die
britische Polarstation Halley beheimatet, stehen derzeit unter
Beobachtung. Noch stärker als in diesen Regionen im atlantischen Sektor
der Antarktis schreitet der Eismassenverlust jedoch im pazifischen
Sektor des Kontinents voran: im Amundsenmeer. Hierhin führt die aktuelle
Expedition des Forschungsschiffes Polarstern, um Veränderungen des
Eisschildes und seinen Beitrag zur Höhe des Meeresspiegels in der
Vergangenheit zu untersuchen und so Prognosen für die Zukunft zu
verbessern.

Der globale Meeresspiegel ist zwischen den Jahren 1901 und 2010 um 19
Zentimeter angestiegen. Prognosen für die Zukunft schwanken zwischen 26
und 82 Zentimeter Anstieg bis zum Ende des Jahrhunderts. Diese Szenarien
haben noch große Unsicherheiten und neueste Modelle zeigen, dass
möglicherweise noch bis zu einem Meter mehr Anstieg zu erwarten ist.
Zukunftsprognosen für den Meeresspiegelanstieg sind wichtig, weil sie
mögliche Anpassungen und Minimierung der Auswirkungen des Klimawandels
beispielsweise durch Küstenschutzmaßnahmen mitbestimmen.

Während Computermodelle die Kopplung zwischen Eis und Ozean mittlerweile
gut abbilden, liegen noch immer zu wenige Daten über das Verhalten der
Eisschilde in der Antarktis vor. „Wir wollen deshalb erforschen, mit
welcher räumlichen und zeitlichen Variabilität und in welchem Tempo sich
der westantarktische Eisschild in der Vergangenheit vorgeschoben und
zurückgezogen hat“, sagt Dr. Karsten Gohl vom Alfred-Wegener-Institut,
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). „Insbesondere in
der Region des Amundsenmeeres beobachten wir seit einigen Jahrzehnten
einen ungewöhnlich rapiden Eisschildrückzug, der als Vorläufer für einen
Kollaps des gesamten westantarktischen Eisschildes vermutet wird“,
berichtet der wissenschaftliche Fahrtleiter der Polarstern-Expedition.

Das Amundsenmeer liegt im pazifischen Sektor der Antarktis. Hier münden
die beiden großen Pine-Island- und Thwaites-Gletscher ins Meer, über die
gewaltige Eismassen des westantarktischen Eisschildes in den Ozean
gelangen. Typisch für den Eisschild der Westantarktis ist, dass ein
Großteil seiner Basis unter dem Meeresspiegel auf dem Kontinent
aufliegt. Bereits heute zirkuliert relativ warmes Meerwasser auf dem
Kontinentalschelf des Amundsenmeeres, was dazu führt, dass die
Aufsatzzonen des Festlandeises und die vorgelagerten aufschwimmenden
Schelfeise empfindlich reagieren: Wird der Ozean wärmer, so lässt er das
Schelfeis von unten schmelzen und verschiebt die Aufsatzzone weiter
landeinwärts. In der Folge zieht sich der Gletscher zurück und
hinterlässt einen offenen oder nur von dünnem Meereis bedeckten Ozean,
wo vorher ein hunderte Meter dicker Eisschild lag.

Genau solche Veränderungen in der Eisbedeckung machen sich
Geowissenschaftler zunutze: Anhand von Sedimentkernen auf dem eisfreien
Kontinentalschelf wollen sie herausfinden, wann und wie weit das
Amundsenmeer in der Erdvergangenheit von Eis bedeckt oder offen war. Die
entsprechenden Informationen stecken in den Resten von Kleinstalgen
(Foraminiferen und Diatomeen), die als Sedimente im Meeresboden lagern.
Um diesen Sedimenten ihre Geheimnisse zu entlocken, kommt erstmals in
der Antarktis das Meeresboden-Bohrgerät MeBo70 des MARUM – Zentrum für
Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen zum Einsatz. Es kann
Kerne bis zu einer Gesamtlänge von 70 Metern erbohren. Anschließende
Analysen – wie die Artbestimmung der Algen und die Altersdatierung –
erlauben dann Rückschlüsse auf die früheren Wassertemperaturen und die
Vereisungsgeschichte des Amundsenmeeres.

„Wir wollen Sedimente aus den Epochen der Erdgeschichte beproben, die
analog zu den Klimabedingungen sind, die wir in den kommenden 100 bis
200 Jahren erwarten“, sagt Karsten Gohl. Dabei steht einerseits die
letzte Warmzeit vor der heutigen vor etwa 125.000 Jahren im Fokus.
Andererseits ist das Erdzeitalter des Pliozän von großem Interesse: Vor
drei bis fünf Millionen Jahren lag die Temperatur zwei bis drei Grad
über derjenigen unmittelbar vor Beginn der Industrialisierung und der
Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre entsprach mit etwa 400 ppm (Parts per
Million) dem heutigen.

Durch verschiedene Prozesse wie das Heben und Senken des antarktischen
Kontinents und Erosion liegen im Amundsenmeer geologische Schichten ganz
unterschiedlichen Alters oben am Meeresboden. An bis zu neun
verschiedenen Stellen sollen Sedimentkerne mit dem MeBo erbohrt werden.
„Zwischen den Bohrlokationen führen wir geophysikalische Messungen
durch, um die Informationen zu verknüpfen und so die
Vereisungsgeschichte des Amundsenmeeres auch in der Fläche darstellen zu
können“, erläutert der AWI-Geophysiker Gohl. „Wir hoffen, dass das
Bohrverfahren und unsere Messtechniken unter den harschen antarktischen
Bedingungen gut funktionieren und wir am 19. März mit vielen hundert
Metern Sedimentkernen in Punta Arenas wieder einlaufen“, so der
Fahrtleiter. Anschließend stehen dann Laboruntersuchungen und
Datenanalysen an. Neben den Geowissenschaftlern warten auch
Klimamodellierer am AWI sowie Forscher der beteiligten Partnerinstitute
MARUM, British Antarctic Survey und deutscher und britischer
Universitäten schon gespannt auf die Daten.

Hintergrund: Zahlen zum Meeresspiegelanstieg

Der globale Meeresspiegel ist zwischen den Jahren 1901 und 2010 um 19
Zentimeter angestiegen, das bedeutet eine Rate von 1,7 Millimeter pro
Jahr. Für den Zeitraum von 1993 bis 2010 gibt die Wissenschaft
durchschnittlich 3,2 Millimeter Meeresspiegelanstieg pro Jahr an (IPCC
2013).

Es gilt als sehr wahrscheinlich, dass Grönlands Gletscher im letzten
Interglazial zwischen 1,4 und 4,3 Meter zur Höhe des Meeresspiegels
beigetragen haben. Nur mit einer mittleren Gewissheit können die
Wissenschaftler in dem Bericht des Weltklimarates bei derzeitiger
Datenlage dafür angeben, dass die Eisschilde der Antarktis einen
zusätzlichen Beitrag geleistet haben.

Für die Periode 2081 bis 2100 wird ein Meeresspiegelanstieg im Vergleich
zu den Jahren 1986 bis 2005 zwischen 0,26 und 0,55 Meter
beziehungsweise zwischen 0,45 und 0,82 Meter prognostiziert – je nach
verwendetem Szenario und Modell (diese Werte sind wahrscheinlich, d.h.
sie werden mit sogenannter mittlerer Sicherheit angegeben).

(Quelle: IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution
of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K.
Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.;
Download: http://ar5-syr.ipcc.ch/)

Die Bündelung von Technologien macht es möglich

Wörgl (pts/19.10.2005/10:00) – Die Reduzierung des Einsatzes von Kohle
und Erdöl dient nicht nur dem Klimaschutz. Effiziente Energienutzung
kann Unternehmen und Verbraucher auch reicher machen. Wie einfach
dieses Ziel zu erreichen ist, zeigt ein innovatives, heimisches
Unternehmen auf.

Außen modernstes Design, innen zukunftsweisende Technik. Und das
wichtigste: In Zeiten der Energiepreiskrise ist der neue Firmensitz der
Felbermeier-Gruppe im Norden von Salzburg ein Musterbeispiel an
Sparsamkeit. Eine einzigartige Kombination aus Solarenergie und
Erdwärme hilft das Haus im Winter auf sparsamste Art und Weise zu
beheizen und im Sommer ein angenehm kühles Raumklima zu erzeugen. Das
patentierte Energie Management System (EMS) des Unternehmens
SUN-SYSTEMS (http://www.sun-systems.at), das die Energieflüsse aus den
erneuerbaren Energien bedarfsgerecht verteilt und steuert, führt zu
einer erheblichen Steigerung des Kollektorertrages. Die Werte sprechen
für sich. Während eine "normale" Anlage ca. 35% der von der Sonne zur
Verfügung gestellten Energie nutzt, verwertet das Energie Management
System EMS bis zu 70% des einfallenden Sonnenlichtes.

Neben dem positiven Umwelteffekt, wirkt sich die neue Technologie auch
wohltuend auf die Firmenbilanzen aus. "Etwa 5.000 Liter Öl und 12.500
kg CO2-Emissionen werden jährlich gegenüber einer herkömmlichen
Ölheizung eingespart", hob der Salzburger Energie-Landesrat Sepp Eisl
die Vorzüge des Energiesystems bei der Eröffnungsfeier vergangenen
Montag hervor. Joachim Ehart von der ausführenden Firma SUN-SYSTEMS
fügte hinzu: "Die hier eingesetzte Technik amortisiert sich dank
attraktiver Fördermodelle bereits nach weniger als zehn Jahren". O-Ton
des Geschäftsführers DI Horst Felbermayr jr. in einem ORF
Radiointerview: "Wir sind wirklich begeistert von diesem neuen System.
Das ist das erste Bürogebäude, das nach diesem System arbeitet. Wir
sind sehr zufrieden."

Und so funktioniert die "Klimaanlage" der Zukunft: Die Kombination von
Solar-Energie und Erdwärme, der so genannten Geothermie, ermöglicht es,
überschüssige Sonnenenergie im Sommer von den Kollektoren in das
Erdreich zu lenken. Die Energiesonden, die im Boden versenkt sind,
speichern die Wärme und geben sie bei Bedarf später wieder ab. Die
Wärme wird im Winter in die Fußbodenheizung und die Geschossdecken
geleitet, sorgt so für ein wohltuendes Raumklima.

Während der Sommermonate nutzt das Energie Management System in Form
der "Sun-Box" die gespeicherte Energie zur Kühlung. Für dieses
ausgeklügelte System wurde am Dach des viergeschossigen Gebäudes, das
vom Architekten-Team Kleboth-Lindinger nach der Form eines
Bergkristalles konzipiert wurde, eine 80 Quadratmeter große
Solarkollektorfläche installiert. Unter dem Parkplatz des
Zukunftshauses dienen rund 800 Laufmeter Tiefensonden als Erdspeicher.

Über SUN-SYSTEMS:

Die Tiroler mit Sitz in Wörgl sind spezialisiert auf thermische
Energiebereitstellung aus erneuerbarer Energie zur teilweisen bis
kompletten ganzjährigen Versorgung für Heizung, Kühlung und
Warmwasserbereitung. SUN-SYSTEMS stellt dabei die Konzeption &
Dimensionierung des Energie-Systems dar. Zudem liefert das Unternehemen
sämtliche Kernkomponenten insbesondere die maßgeschneiderte SUN-BOX mit
integrierter Wärmepumpe und patentierter hydraulischer
Energieverteilung. Die Kollektormindesterträge sowie die Deckung des
Energiebedarfs werden von SUN-SYSTEMS garantiert.