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02/16/10

Dänemark | Geologische Forschungsanstalt beobachtet Grönlands Gletscher-Beben

Das Science-Guide-Forschungsschiff auf Spurensuche im ewigen Eis: Mysteriöse Beben erschüttern die grönländischen Gletscher. Erst 2003 kamen Forscher ihnen auf die Spur. Wie solche Gletscherbeben entstehen und was genau dabei passiert, das erforschen Wissenschaftler der Geologischen Forschungsanstalt für Dänemark und Grönland.

Von Nora Schlüter

Erschütterte Gletscher
Die Geburt eines Eisbergs: An der Kante des Gletschers brechen riesige Eismassen ab und stürzen ins Meer. © Wikimedia Commons

Die Eismassen unter den Füßen beben, ohrenbetäubender Lärm erfüllt die Luft, überall tun sich Risse und Spalten auf: ein gleichermaßen beängstigendes und beeindruckendes Naturereignis im ewigen Eis. So stellt man es sich vor, das Erdbeben im Gletscher.

Alles ganz falsch! Die Eismassen beben anders. Ruhiger. Langsamer. So dezent, dass man jahrzehntelang nichts von der Existenz solcher Gletscherbeben wusste. Erst als Forscher im Jahre 2003 Daten von mehr als 100 seismischen Messstationen auf der Welt ausgewertet hatten, entdeckten sie diese mysteriöse Form der Beben, die sich so stark von klassischen Erdstößen unterscheidet (Göran Ekström, Meredith Nettles, Geoffrey A. Abers: Glacial Earthquakes. Science, 24. Oktober 2003: Vol. 302. Nr. 5645, S. 622 – 624). Diese entstehen durch ruckartige Bewegungen der tektonischen Platten, dauern normalerweise nur einige Sekunden und setzen in dieser Zeit gewaltige Energien frei.

Die Gletscher hingegen beben mehrere Minuten lang und erzeugen dabei Schwingungen so niedriger Frequenz, dass herkömmliche Seismometer sie gar nicht registrierten. Stünde man während eines solchen Ereignisses direkt auf dem Eis – man bekäme es gar nicht mit. Trotzdem erreichen die Gletscherbeben eine Stärke von bis zu 5 auf der Richterskala. Die Schwingungen entstehen, wenn der Gletscher plötzlich beschleunigt. Die dabei entstehende Reibung zwischen dem Eis und dem darunter liegenden Geröll verursacht die Beben.

In Grönland scheinen es die Gletscher besonders toll zu treiben. Was ist da los, im und unter dem Eis? Dieser Frage gehen Gletscherforscher an der Geologischen Forschungsanstalt für Dänemark und Grönland am grönländischen Eisschild nach. Hierzu haben sie die Arbeitsgruppe EGGCITE (East Greenland Glacier Dynamics and Earthquakes: Climate Change and Uplift in an Interdisciplinary Study) gegründet, die mit Forschungsinstituten aus der ganzen Welt zusammenarbeitet. Je besser man die Vorgänge im Inneren des Gletschers versteht, desto genauer kann man ihr Verhalten vorhersagen. Und dieses Verhalten wirkt sich unmittelbar auf den weltweiten Anstieg des Meeresspiegels aus.

Kriechen, Rutschen, Zerbrechen
Flüsse aus Eis: Ein grönländischer Gletscher schiebt sich vom Inland her gen Meer.

© Steve Jurvetson/flickr

Um die Vorgänge im Gletscher zu verstehen, muss man wissen, dass solch ein Gletscher kein fester Klotz ist. Das Eis verhält sich vielmehr wie ein zäher Pudding, der in Tälern langsam Richtung Meer fließt. Während in der Mitte und damit am höchsten Punkt des Eisschildes Schnee fällt und neues Eis bildet, brechen an den Küsten riesige Eisberge ab und stürzen ins Meer – die Gletscher "kalben", wie Experten diesen Vorgang nennen.
Früher dachte man, die grönländischen Gletscher flössen gleichmäßig und behäbig vorwärts, mit einer Geschwindigkeit höchstens 1,25 Metern pro Stunde. Das wäre noch nicht einmal Schneckentempo. Doch die Gletscherbeben belehrten die Forscher eines Besseren. Sie entstehen, wenn ein Teil des Gletschers plötzlich einen Satz nach vorn macht. "Einige der grönländischen Gletscher, so groß wie Manhattan und so hoch wie das Empire State Building, können in einer Minute mehr als zehn Meter zurücklegen – ein Sprung, der genügt, um mittelstarke seismische Schwingungen zu erzeugen", erklärte der Seismologe Göran Ekström von der Harvard University  in einer Pressemitteilung.

Wieso springt der Gletscher?

Die Gletschersprünge treten vermehrt in den Sommermonaten auf und haben in den letzten Jahren drastisch zugenommen – von 6 bis 15 Beben in den Jahren 1993 bis 2002 über 20 Beben im Jahre 2003 bis auf 25 Beben im Jahr 2005. Zuerst dachte man, das Schmelzwasser sei schuld an den Beben. Die Idee war simpel: Das Schmelzwasser bahnt sich durch die Gletscherspalten seinen Weg zum felsigen Untergrund. Hier wirkt es wie ein Schmiermittel zwischen Eis und Gestein und lässt einen Teil des Gletschers ganz plötzlich nach vorn rutschen. Verstärkt wird der Effekt durch die globale Erwärmung, die die Eismassen tauen lässt. Je mehr Schmelzwasser versickert, so die Vermutung, desto größer die Zahl der Gletscherbeben.

Im Dezember 2008 allerdings wartete eine Forschergruppe um Meredith Nettles, die schon die Schmelzwasserhypothese mitentwickelt hatte, mit einer neuen Ursache für die Beben in den Grönländer Ausflussgletschern auf (Nettles M. et al., Step-wise changes in glacier flow speed coincide with calving and glacial earthquakes at Helheim Glacier, Greenland, Geophys. Res. Lett., 35, Dezember 2008). Das Team hatte im Helheim-Gletscher in Grönland GPS-Empfänger positioniert und die Bewegungen des Gletschers von Juli bis August 2007 genau beobachtet. Dabei stellten sie fest, dass Teile des Gletschers immer dann bebten und beschleunigten, wenn an der Kante des Gletschers gerade große Eismassen abgebrochen waren. Die neue Theorie lautet also: Kaum herrscht an der Gletscherkante geringerer Widerstand, hat es der Gletscher plötzlich eilig. Trotz aller Hektik behält er dabei seine Form bei: keine Risse, keine Spalten, kein Spektakel. Wer hätte gedacht, dass Gletscher so flexibel sein können.


Dieser Beitrag entstand im Zuge des EuroScience Open Forum (ESOF) 2008.


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Geologische Forschungsanstalt für Dänemark und Grönland

GEUS, die Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, untersteht dem dänischen Ministerium für Klima und Energie. Aufgabe der Forschungsanstalt ist es, geologische Karten anzufertigen, Daten zu erfassen und zu speichern, Forschung zu betreiben, Politiker zu beraten und öffentliche Informationen zu ihren Forschungsgebieten Erde, Wasser, Energie, Rohstoffe und Umwelt zur Verfügung zu stellen. Gegründet wurde die geologische Forschungsanstalt im Jahre 1995 aus dem Zusammenschluss der Geologischen Forschungsanstalt Dänemarks und des Grönländischen Geologischen Amtes. Sie hat ihren Sitz in der Landeshauptstadt Kopenhagen.
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Grönland | Die größte Insel der Welt

© NASA/Wikimedia Commons

In der Sprache der Inuit heißt die Insel Kalaallit Nunaat – Land der Menschen. Seit mehr als 4500 Jahren leben sie hier, haben der Kälte, den Wikingern und den christlichen Missionierungsbemühungen getrotzt. 1953 wurde Grönland zur dänischen Provinz – seit 1979 ist es innenpolitisch wieder vollkommen unabhängig. Am 25. November 2008 wurde dieser Autonomiestatus im Zuge einer Volksabstimmung durch eine Selbstverwaltungsordnung ersetzt.

Auch der Europäischen Union gehört Grönland seit 1995 nicht mehr an. Für die EU bedeutete dies einen gewaltigen Flächenverlust: Mit mehr als zwei Millionen Quadratkilometern – sechsmal die Fläche Deutschlands – ist Grönland die größte Insel der Welt. Allerdings liegen 85 Prozent dieser Fläche dauerhaft unter Eis. Da bleibt nicht mehr viel Platz für Menschen: Im Januar 2008 waren in Grönland genau 56.462 Einwohner registriert. Damit liegt es in der Größenordnung deutscher Kleinstädte wie Hameln oder Hattingen.


Angeberwissen | Grönlands Eis

© Jens Buurgaard Nielsen/ Wikimedia Commons


• Die Eisdecke Grönlands ist bis zu 3,2 Kilometer dick und erstreckt sich über 1,7 Millionen Quadratkilometer.

• Grönlands Eisschild ist nach der Antarktis das zweitgrößte der Welt. Es ist das letzte Relikt der Eiszeit, die vor mehr als 10.000 Jahren in der nördlichen Hemisphäre herrschte. Den seitherigen Temperaturanstieg hat es nur aufgrund seiner Größe überstanden: Sein Zentrum liegt mit 3000 Metern so hoch, dass der Niederschlag als Schnee fällt und so neues Eis bildet.

• Grönlands Eismassen tragen momentan 10 bis 20 Prozent zum weltweiten Meeresspiegelanstieg bei – Tendenz steigend.

• Würde Grönlands gesamte Eisdecke schmelzen, würde der Meeresspiegel um sieben Meter ansteigen.

• Berechnungen aus Satellitenbildern ergaben, dass das grönländische Eisschild im Jahre 2007 rund 270 Milliarden Tonnen Eis verloren hat. Das entspricht vier mal dem Inhalt des Bodensees – aber nur einem Fünfzehntausendstel der grönländischen Eismasse.

(Quellen:  Blog KlimaLounge,  GEUS,  ProClim)


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