Auf Grönland transportieren gewaltige Eisströme große Mengen an Eis aus dem Inland in den Ozean. Allein der größte Eisstrom, der „Northeast Greenland Icestream“ (NEGIS), der das Eis mit einer Geschwindigkeit von rund 50 Metern pro Jahr bewegt, ist für rund zwölf Prozent des gesamten Massenabflusses des grönländischen Eisschilds verantwortlich. Damit trägt er wesentlich zum Anstieg des Meeresspiegels bei. Um den die Bewegungen dieser Ströme nachzuvollziehen und ihren Massenverlust abzuschätzen, nutzen Glaziologen Computersimulationen. Dabei gingen sie bisher davon aus, dass sich die Eisströme wie zäher Honig verhalten und langsam aber stetig fließen. Diese Simulationen stimmten allerdings nur unzureichend mit Satellitenmessungen der Fließgeschwindigkeit überein.
Bohrloch am größten Eisstrom Grönlands
Ein Team um Andreas Fichtner von der ETH Zürich hat nun eine Erklärung für die Abweichungen zwischen Simulationen und Satellitendaten gefunden: Tief im Inneren der Eisströme kommt es immer wieder zu winzigen Beben, die sich gegenseitig auslösen und den Eisstrom vorantreiben. „Die Annahme, dass Eisströme ausschließlich wie zäher Honig fließen, ist nicht mehr haltbar“, sagt Fichtner. „Sie bewegen sich auch durch ein stetes Ruckeln.“ Für ihre Untersuchungen nutzten Fichtner und sein Team ein Bohrloch am NEGIS, aus dem für ein anderes Forschungsprojekt ein 2700 Meter langer Eisbohrkern entnommen wurde. In dieses Bohrloch ließen die Forschenden ein 1500 Meter langes Glasfaserkabel herunter, mit dem sie 14 Stunden am Stück die seismischen Aktivitäten auszeichneten.
Die Messungen detektierten tatsächlich Erschütterungen in der Tiefe des Eisstroms: „Die Aufzeichnungen enthalten fünf eindeutige seismische Ereignisfolgen“, berichtet das Forschungsteam. „Diese bestehen teils aus über 100 Unterereignissen, die kaskadenartig aufeinanderfolgen.“ An der Oberfläche sind diese kleinen, aber bedeutsamen Eisbeben nicht zu beobachten. Wie Fichtner und sein Team feststellten, stoppt die Ausbreitung der Beben rund 900 Meter unter der Eisoberfläche. Der Abgleich mit dem aus dem Loch entnommenen Eisbohrkern zeigt: Hier befindet sich eine Schicht aus vulkanischen Partikeln, die von einem Ausbruch des Mount Mazama im heutigen Oregon in den USA vor 7700 Jahren stammen.
Historische Vulkanausbrüche beeinflussen Eisdynamik
„Wir waren sehr erstaunt über den bisher unbekannten Zusammenhang zwischen der Dynamik eines Eisstroms und Vulkanausbrüchen“, sagt Fichtner. Offenbar beeinflussen die vulkanischen Partikel im Eis die Ausbreitung von Erschütterungen im Eis. Doch der Einfluss früherer Vulkanausbrüche reicht sogar noch weiter: Die Forschenden stellten fest, dass die Eisbeben von Verunreinigungen im Eisstrom ausgehen, die durch weitere Vulkanausbrüche in anderen Teilen der Welt verursacht wurden. So gelangen bei Vulkanausbrüchen Sulfate in die Atmosphäre, die sich teilweise mit dem Schnee in Grönland ablagerten. Tief im Eisschild sorgen diese Sulfate dann für erhöhten Fließwiderstand und erzeugen Spannungen. Diese tragen dazu bei, dass sich winzige Risse bilden – die schließlich zum Ausgangspunkt für die Eisbeben werden können.
