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Pflanzenreste unterm Eispanzer

Grönland: Spuren einstiger Eisschmelze

So wie im heutigen Ostgrönland, war vermutlich ein Großteil der riesigen Insel zumindest einmal in der letzten Million Jahre von Tundra bedeckt. (Bild: Joshua Brown/UVM)

Wo heute ein 1,4 Kilometer dicker Eispanzer ruht, wuchs einst Vegetation, zeigt die Untersuchung eines 55 Jahre alten Bohrkerns der geheimen Militärbasis „Camp Century“. Aus Spuren von Pflanzen und weiteren Analyseergebnissen geht hervor, dass Grönland in der letzten Million Jahre mindestens einmal den Großteil seines Eispanzers verloren hat. Die Studie verdeutlicht damit die Empfindlichkeit der grönländischen Eismassen gegenüber Erwärmungen und betont somit auch das Risiko im Rahmen des anthropogenen Klimawandels. Denn das Schmelzwasser Grönlands lässt den Meeresspiegel steigen und hat das Potenzial, für weiträumige Überflutungen auf der Erde zu sorgen, sagen die Wissenschaftler.

Es wirkt wie ewiges Eis: Die größte Insel der Erde ist von gigantischen Gletschern geprägt, die an manchen Stellen über drei Kilometer dick sind. Die grönländischen Eismassen haben sich über einen langen Zeitraum gebildet und durchliefen in den letzten 2,6 Millionen Jahren immer wieder Perioden des Wachsens und Schrumpfens – soviel scheint klar. Doch genauere Hinweise auf die eisige Entwicklungsgeschichte im Verlauf des Pleistozäns gibt es bisher nur wenige. Vor dem Hintergrund des anthropogenen Klimawandels könnten sie allerdings wichtig sein. Denn Studien zeigen, dass die Erwärmung im hohen Norden schon drastisch an den Eismassen Grönlands nagt. Informationen über das Ausmaß vergangener Tauperioden können somit wichtige Hinweise darauf liefern, mit welchem Ausmaß des Eisverlusts und damit mit welchem Schmelzwasserzufluss in die Weltmeere zukünftig zu rechnen ist.

Wiederentdecktes Probematerial

Der neue Einblick in die Entwicklung des grönländischen Eises basiert auf der Untersuchung von Probematerial mit einer ungewöhnlichen Geschichte. Es stammt von einer Bohrung, die 1966 im Camp Century durchgeführt wurde. Der eigentliche Zweck des geheimen US-Militärlagers im Nordwesten Grönlands war es, Atomraketen unter dem Eis zu stationieren. Zur Tarnung deklarierte die Armee das Lager als polare Wissenschaftsstation – und es wurden auch tatsächlich Forschungsarbeiten durchgeführt. So kam es zu einer etwa 1,4 Kilometer tiefen Bohrung durch das Eis bis auf den Landsockel unter Camp Century. Bei den damaligen Untersuchungen konzentrierten sich die Wissenschaftler allerdings auf das Eis, dem „schmutzigen“ Ende des Bohrkerns schenkten sie hingegen weniger Beachtung. So schlummerten die Proben schließlich in einem Gefrierschrank – bis sie 2017 per Zufall wiederentdeckt wurden. Der Untersuchung der Proben widmete sich dann das internationale Forscherteam um Andrew Christ von der University of Vermont in Burlington.

Wie sie nun berichten, fanden sie neben Sand und Gestein Spuren von pflanzlichen Materialien. „Was wir entdeckt haben, waren zarte Pflanzenstrukturen – perfekt erhalten. Es handelt sich um Spuren dessen, was einst auf der Erdoberfläche lebte“, sagt Christ. Aus dem Befund ging somit hervor, dass der Bereich im Nordwesten Grönlands in der jüngsten geologischen Vergangenheit nicht immer von einem dicken Eispanzer bedeckt war. Stattdessen gab es dort offenbar einst eine Landschaft mit Tundra-Vegetation, zeigen die Befunde.

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Die zumindest zeitweilige Eisfreiheit bestätigten auch die Ergebnisse weiterer Analysen: Dass der Boden einst dem Himmel ausgesetzt war, konnten die Forscher anhand des Verhältnisses von Isotopen der Elemente Aluminium und Beryllium im Sand aus den Proben nachweisen. Denn sie bilden sich in Quarzmaterial nur, wenn es von kosmischer Strahlung getroffen wird. Ein weiterer Test nutzte Hinweise aus seltenen Formen von Sauerstoff, die im Eis innerhalb des Sediments gefunden wurden. Aus ihnen geht hervor, dass der Niederschlag nicht in der Höhe der heutigen Oberfläche des Eisschildes gefallen war, sondern auf einem Niveau ohne Eisbedeckung.

Empfindliche Eismassen

Die Untersuchungsergebnisse ermöglichten zudem grobe Rückschlüsse darauf, in welchem Zeitrahmen es zum Eisverlust gekommen war. Demnach gab es offenbar eine eisfreie Periode im frühen Pleistozän, interessant ist aber vor allem eine vegetationsreiche Phase während der letzten 1,1 Millionen Jahre. Wie die Wissenschaftler berichten, passen die Ergebnisse zu früheren Untersuchungsergebnissen von Eisbohrkernen aus dem Zentrum Grönlands, die ebenfalls vermuten ließen, dass der Eisschild in der jüngsten geologischen Vergangenheit dort für einige Zeit verschwunden war. Es zeichnet sich somit ab, dass Klimaerwärmungen, wie sie im Verlauf des Pleistozäns auftraten, zum Verlust eines Großteils oder sogar des gesamten grönländischen Eisschildes führen konnten, resümieren die Forscher.

Wie sie betonen, erscheint die Region damit empfindlicher als bisher angenommen – was vor dem Hintergrund des aktuellen Klimawandels besonders beunruhigend erscheint. „Unsere Studie zeigt, dass das Grönlandeis intensiver auf die natürlichen Klimaerwärmungen reagierte, als wir bisher dachten. Dabei ist nun zu beachten: Die Erwärmung des Planeten durch die Menschheit übersteigt die natürliche Rate bei weitem“, sagt Christ. Sein Kollege Paul Bierman ergänzt: „Grönland mag weit weg erscheinen, aber das dortige Eis könnte schnell schmelzen und so viel Wasser in die Ozeane leiten, dass New York, Miami, Dhaka – suchen Sie sich eine Stadt aus – überflutet werden“, sagt der Wissenschaftler abschließend.

Quelle: University of Vermont, Fachartikel: PNAS, doi: 10.1073/pnas.2021442118

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