Westantarktis war in Warmzeiten eisfrei

Die Eiskappe der Westantarktis ist vor drei bis fünf Millionen Jahren offenbar wiederholt vollständig abgeschmolzen. Wie die Fachzeitschrift nature in ihrer neuesten Ausgabe (Vol. 458) berichtet, sind diese regelmäßigen Abschmelzphasen durch die Veränderungen der Neigung der Erdachse in Zeiten erhöhter CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre ausgelöst worden.

Dies ergab die Analyse eines Sedimentkerns, der 2006 im Rahmen des internationalen Bohrprojekts ANDRILL (ANtarctic geological DRILLing) mit deutscher Beteiligung unter dem antarktischen Ross-Schelfeis gebohrt wurde.

An den Untersuchungen des Bohrkerns waren fünf Geowissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft beteiligt. Die Gruppe um Dr. Frank Niessen und Dr. Gerhard Kuhn liest aus den Daten, dass in der Antarktis vor 3,5 Millionen Jahren offene Ozeanbedingungen mit Algenblüten über einen Zeitraum von etwa 200.000 geherrscht haben.

„Das Brisante daran ist, dass das westantarktische Eis sich besonders in den Zeiten zurückgezogen hatte, in der es auf der Erde etwa drei Grad Celsius wärmer war als heute, bei einem höheren CO2-Gehalt in der Atmosphäre“, erklärt Niessen. „Bei der zu erwartenden Erwärmung der Erde um bis zu drei Grad Celsius bis zum Ende dieses Jahrhunderts müssen wir die Ergebnisse aus der Antarktis als Warnung werten, dass sich die Eiskappe in der Westantarktis mit den vorgelagerten Schelfeisen in den folgenden Jahrhunderten instabil verhalten könnte“, so Niessen weiter.

Die von Paläontologen im Sediment gefundenen Mikroorganismen deuten darauf hin, dass die Wassertemperaturen im antarktischen Sommer zeitweise deutlich über dem Gefrierpunkt gelegen haben. Nach dieser Warmphase stieß das Eis in Zyklen von 40.000 Jahren immer wieder mit einer Mächtigkeit bis zum Meeresboden in die Ross-Bucht vor, bis es in der nächsten Warmphase wieder abschmolz.

„Die von uns im Bohrkern gefundenen Abfolgen von Algenresten und Gletscherablagerungen aus den letzten fünf Millionen Jahren decken sich zeitlich mit weltweit vorliegenden Ergebnissen aus vielen Bohrungen in der Tiefsee, die auf Schwankungen des globalen Meeresspiegels schließen lassen und mit den Veränderungen der Erdbahnparameter übereinstimmen“, erläutert Kuhn. „Beim Abschmelzen der heute in der Westantarktis liegenden Eismasse würde der globale Meeresspiegel um fünf bis sieben Meter ansteigen“, so Kuhn weiter. An der Untersuchungsstelle schwimmt heute ein 80 Meter dickes Schelfeis auf der Ross-Bucht.

Die Rekonstruktionen aus dem Bohrkern werden mit Hilfe von Eisdicken-Modellrechnungen bestätigt und konkretisiert. Eine in derselben Ausgabe von nature erscheinende Publikation errechnet als Konsequenz der wärmeren Ozeantemperaturen an der ANDRILL-Bohrstelle ein wiederholtes Kollabieren der westantarktischen Eiskappe, während sich die Ostantarktis relativ stabil verhielt.

Die Veröffentlichung „Obliquity-paced Pliocene West Antarctic ice sheet oscillations“ erscheint am Donnerstag, den 19. März in der Fachzeitschrift nature (07867, doi: 10.1038, p. 322-328).

Das Alfred-Wegener-Institut hat sich an der Entwicklung der Technologie des Projektes ANDRILL finanziell beteiligt und ist heute neben Institutionen in den USA, Neuseeland und Italien Mitbesitzer der Bohranlage. Unterstützt wurden die deutschen Wissenschaftler durch das Forschungsprogramm der Helmholtz-Gemeinschaft und durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.