Immer wärmeres Wasser umspült die Eismassen, die von den polnahen Landmassen ins Meer hinausragen: Der Klimawandel führt zu einem starken Rückzug der sogenannten Gezeitengletscher in Grönland, der Antarktischen Halbinsel und anderen vergletscherten Regionen der Welt. Der abschmelzende Effekt der zunehmenden Wärme ist klar – doch das Ausmaß erscheint überraschend: Die tatsächlichen Schmelzraten der ins Meer mündenden Gletscher liegen höher als es Modellierungen des Prozesses auf der Basis bisheriger Daten vorhersagen. Sie basieren dabei allerdings meist auf Untersuchungsergebnissen der Schmelzprozesse von im Wasser befindlichem Labor-Eis, das nicht genau den Merkmalen von Gletschereis entspricht.
Gletschereis ist speziell
Diesem Aspekt haben sich nun die Wissenschaftler um Meagan Wengrove von der Oregon State University in Corvallis gewidmet. Wie sie erklären, ist der entscheidende Punkt, dass Gletschereis nicht durch das Gefrieren von Wasser entsteht, sondern durch die Verdichtung von Schnee. Beim Aufeinanderschichten der Flocken wird dabei zwischen den Kristallen Luft eingeschlossen, aus der sich schließlich kleine Bläschen bilden. Gletschereis besitzt dadurch typischerweise etwa 200 dieser winzigen Gebilde pro Kubikzentimeter. Wenn sie durch das Wachstum der Schichten in immer tiefere Bereiche des Gletschers gelangen, werden sie zunehmen gequetscht, wodurch sie Druck aufbauen. Eigentlich war all dies bereits bekannt und auch, dass die geladenen Bläschen sich beim Kontakt mit Wasser deutlich bemerkbar machen: Sie erzeugen laute Knallgeräusche, wenn sie beim Erreichen der Grenzflächen zerplatzen.
Prickelnd verstärkte Eisschmelze
Doch bisher hat sich niemand mit der möglichen Bedeutung dieser Gebilde bei der Eisschmelze befasst. „Erst als wir anfingen, über die Physik des Prozesses zu sprechen, wurde uns klar, dass diese Blasen möglicherweise viel mehr bewirken, als nur unter Wasser Geräusche zu verursachen“, sagt Wengrove. Um dem Verdacht nachzugehen, führten die Forscher Laboruntersuchungen von physikalischen Prozessen beim Schmelzen verschiedener Eisformen durch und untersuchten, welche Effekte dies auf Schmelzraten hat. Dabei kam auch Gletschereis mit seinen enthaltenen „Druck-Blasen“ zum Einsatz. „In den winzigen Bläschen kann ein sehr hoher Druck herrschen”, sagt Co-Autorin Erin Pettit von der Oregon State University. “Manchmal erreicht er bis zu 20 Atmosphären – dem 20-fachen des normalen Drucks auf Meereshöhe“.
Wie die Wissenschaftler berichtet, dokumentierten ihre Ergebnisse nun eine vermutlich erhebliche Bedeutung der Bläschen bei den Schmelzprozessen. Demnach können diese Hohlräume im Gletschereis sogar zu einer etwa doppelt so schnellen Schmelzrate wie bei blasenfreiem Eis führen. Wie die Forscher erklären, hat dies neben Auftriebseffekten vor allem mit den physikalischen Effekten bei der Freisetzung des Gases zu tun: „Das explosionsartige Zerplatzen der Blasen vermittelt der eisigen Grenzschicht beim Schmelzen zusätzlich Energie“, sagt Wengrove. Letztlich geht aus den Ergebnissen hervor, dass die Blasen maßgeblich am Unterschied zwischen den beobachteten und vorhergesagten Schmelzraten von Gezeitengletschern verantwortlich sein könnten, resümieren die Forschenden.
