Rekordbohrung unter dem Ross-Schelfeis: Sedimentkern liefert Einblicke in die Zukunft des westantarktischen Eisschildes
Ein internationales Team hat in der Westantarktis – rund 700 Kilometer von der nächsten Forschungsstation entfernt – den bisher längsten Sedimentkern (228 m) unter einem aufliegenden Abschnitt des Ross-Schelfeises erbohrt. Die gewonnenen Proben werden Erkenntnisse über das Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes bis vor etwa 23 Millionen Jahren liefern und damit aus Epochen, in denen die Erde wärmer und CO₂-reicher war als heute. Der westantarktische Eisschild enthält genug Eis, um den globalen Meeresspiegel bis zu fünf Meter ansteigen zu lassen. Mehrere deutsche Institute sind an dem Projekt SWAIS2C beteiligt, ein deutscher Wissenschaftler war bei der Bohrung im Eis dabei.
Satellitenbeobachtungen der letzten Jahrzehnte zeigen, dass der westantarktische Eisschild immer schneller an Masse verliert. Der Eisschild wird an einer Seite vom Ross-Schelfeis gestützt – der größten schwimmenden Eismasse der Welt. Dieses wirkt wie ein Stützpfeiler und bremst den Abfluss von Gletschern und Eisströmen in Richtung Ozean. Unklar ist jedoch, bei welchem globalen Temperaturanstieg ein unaufhaltsames Abschmelzen des Schelfeises und damit der Verlust des westantarktischen Eisschildes ausgelöst wird.
Bohrmission direkt am Übergang zwischen Schelfeis und westantarktischem Eisschild
Bislang stützten sich Forschende bei ihren Modellrechnungen zur Entwicklung des Eisschildes auf geologische Daten, die entweder in der Nähe des Eisschildes, unter schwimmendem Schelf- oder Meereis, im offenen Rossmeer oder im Südlichen Ozean erhoben wurden. Der neue Sedimentkern wurde im Rahmen des SWAIS2C-Projekts (Sensitivity of the West Antarctic Ice Sheet to 2°C of Warming) unter einer 523 Meter dicken Eisschicht am sogenannten Crary Ice Rise direkt im randlichen Übergangsbereich des Ross-Schelfeises zum westantarktischen Eisschild gewonnen.
„Diese Aufzeichnungen werden uns wichtige Erkenntnisse darüber liefern, wie der westantarktische Eisschild und das Ross-Schelfeis auf Temperaturen über 2 °C reagieren werden. Erste Anzeichen deuten darauf hin, dass die Sedimentschichten etwa 23 Millionen Jahre umfassen, einschließlich Zeiträume, in denen die globalen Durchschnittstemperaturen der Erde deutlich über 2 °C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau lagen“, sagt Dr. Huw Horgan, SWAIS2C-Ko-Chefwissenschaftler von der Victoria University of Wellington (Neuseeland) sowie der ETH Zürich und der WSL (Schweiz).
„Wir sind begeistert, nun endlich solch einen Rekordkern gewonnen zu haben, der uns extrem wichtige Aufschlüsse darüber geben wird, wie der westantarktische Eisschild im Rossmeer-Sektor zu Zeiten reagiert hat, die wärmer und CO₂-reicher waren als heute”, ergänzt Dr. Johann Klages, deutscher Ko-Koordinator des SWAIS2C-Projektes und Geowissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut. „Gemeinsam mit Bohrkernen, die wir im kommenden Jahr mit dem Forschungsschiff Polarstern und einem Meeresboden-Bohrgerät im Amundsenmeer gewinnen wollen, werden diese neuen und extrem schwer zu beschaffenden Archive hoffentlich die Frage beantworten können, wann und unter welchen
Bedingungen der westantarktische Eisschild verschwindet – also Schlüsseldaten, um die Verlässlichkeit neuester Klimamodelle zu testen und grundlegend zu verbessern.”
Dr. Andreas Läufer, Deutscher Koordinator des SWAIS2C-Projektes und Geologe an der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, fügt hinzu: „Wir haben unser Ziel von 200 m weit übertroffen und das 700 km entfernt von der nächsten Basis – das ist antarktische Pionierwissenschaft“.
Große logistische und technische Herausforderungen für die Forschungsmission
Das „On-Ice”-Team bestehend aus 29 Personen, darunter Dr. Arne Ulfers vom LIAG-Institut für Angewandte Geophysik in Hannover, lebte während einer fast zehnwöchigen Saison in Zelten auf dem Eis. Zuvor musste das speziell entwickelte Bohrsystem und die Feldausrüstung mit PistenBullys 1100 km über das Ross-Schelfeis geschleppt werden. Das Wetter stellte ebenfalls eine große Herausforderung dar, da sich die Flüge des Bohrteams und der Forschenden zum Camp aufgrund von Eisnebel im Camp um Wochen verzögerten.
Um an das schwer zugängliche Sediment zu gelangen, musste das Projektteam zunächst mit heißem Wasser ein Loch durch das 523 Meter dicke Eis schmelzen. Anschließend wurden die Kernsegmente meterweise gezogen. Dabei beschrieben, fotografierten und röntgten die Forschenden die Teilstücke und nahmen Proben. Zuletzt wurden noch Messungen im Bohrloch selbst durchgeführt. Das Team arbeitete rund um die Uhr in Schichten.
„Forschen unter antarktischen Extrembedingungen und an den Grenzen des technisch Machbaren ist eine besondere Herausforderung. Umso erfreulicher ist es, dass es uns gelungen ist und dieses wichtige Sedimentarchiv nun analysiert werden kann”, erklärt Dr. Arne Ulfers. „Der Weltklimarat IPCC hat unterschiedliche Klimaszenarien für das kommende Jahrhundert prognostiziert. Es ist zukunftsentscheidend, dass wir uns weiterhin der globalen Aufgabe widmen, das Pariser Klimaabkommen einzuhalten und die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius oder weniger zu begrenzen.”
Hinweise auf offenen Ozean zeugen von abgeschmolzenem Schelfeis
Die Forschenden stießen bei ihren Untersuchungen auf eine Vielzahl unterschiedlicher Sedimenttypen, von feinkörnigem Sediment bis hin zu festerem Material mit eingebetteten großen Steinen. Die vorläufige Datierung der Sedimente, die vor Ort durchgeführt wurde, basierte auf der Identifizierung winziger Fossilien von Meeresorganismen, die in einigen der Schichten gefunden wurden.
Das Vorkommen von Muschelfragmenten und Überresten von Meeresorganismen die zum Überleben Licht benötigen, deuten auf offene Meeresbedingungen hin. „Dieser neue Rekord bestätigt die Annahme, dass es in dieser Region in der Vergangenheit ein eisfreies Meer gab. Weitere Untersuchungen der Bohrkerne werden uns helfen, festzustellen, wann dies geschah und wie lange es dauerte, sowie welche Bedingungen zum Abschmelzen des Eises führten“, sagt die Ko-Chefwissenschaftlerin Dr. Molly Patterson von Binghamton University (Vereinigte Staaten).
Nächste Schritte: Analyse der Sedimente auf der ganzen Welt
Der Kern wurde zunächst zur neuseeländischen Scott-Forschungsbasis gebracht, um danach weiter nach Neuseeland transportiert zu werden. „Die ersten vorläufigen Hinweise darauf, dass es in der Vergangenheit eisfreie Phasen gab, sind ausgesprochen spannend und wissenschaftlich vielversprechend. Es sind jetzt umfangreiche weitere Untersuchungen notwendig, um die klimatischen Bedingungen zu verstehen, unter denen diese entstanden sind,“ erklärt Prof. Dr. Denise Kulhanek von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Mitglied des wissenschaftlichen Leitungsteams von SWAIS2C. „Wir planen derzeit einen Kernbeschreibungs-Workshop im Juni, wo wir gemeinsam mit einem Kernteam von SWAIS2C-Forschenden die Sedimentkerne öffnen und detailliert beschreiben werden. Diese Arbeiten sind entscheidend, um den zeitlichen Rahmen und die Dauer früherer eisfreier Phasen genauer einzugrenzen,“ so Kulhanek weiter. Anschließend werden Proben an beteiligte SWAIS2C-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit verteilt, um weiterführende Analysen durchzuführen.
Hintergrund
Das Projekt SWAIS2C ist eine Zusammenarbeit von Forschenden aus zehn Ländern – Neuseeland, USA, Deutschland, Australien, Italien, Japan, Spanien, Republik Korea, Niederlande und dem Vereinigten Königreich – mit mehr als 120 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Geleitet wird es von Dr. Molly Patterson (Binghamton University, USA), Prof. Dr. Richard Levy (Earth Sciences New Zealand und Te Herenga Waka – Victoria University of Wellington, Neuseeland), Prof. Dr. Tina van de Flierdt (Imperial College London, Großbritannien) und Dr. Huw Horgan (Te Herenga Waka – Victoria University of Wellington, Neuseeland, ETH Zürich und WSL, Schweiz). Aus Deutschland sind Forschende der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR, Hannover), des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI, Bremerhaven), des LIAG-Instituts für Angewandte Geophysik (LIAG, Hannover) und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU, Kiel) beteiligt.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
Polargeologie
Dr. Andreas Läufer
Telefon: 0511 643 3137
E-Mail: Andreas.Laeufer@bgr.de
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)
Institut für Geowissenschaften
Prof. Dr. Denise Kulhanek
Telefon: 0431 880 2924
E-Mail: Denise.Kulhanek@ifg.uni-kiel.de
Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Sektion Marine Geologie
Dr. Johann P. Klages
Telefon: 0471 4831 1216
E-Mail: Johann.Klages@awi.de
LIAG-Institut für Angewandte Geophysik (LIAG)
Dr. Arne Ulfers
Telefon: 0511 643 2577
E-Mail: Arne.Ulfers@liag-institut.de (bis 25.2.2026 nur eingeschränkt erreichbar, bitte eine E-Mail an presse@liag-institut.de)
Weitere Informationen:
https://swais2c.aq/
Ähnliche Pressemitteilungen im idw
