In der Nähe des Ross-Eisschelfs in der Antarktis haben Forschende ein riesiges Wasserreservoir im Untergrund eines Gletschers nachgewiesen. Das flüssige Wasser steht in einem Sedimentbecken, das bis zu 1,3 Kilometer tief ist. Würde man das Sediment entfernen, ergäbe sich eine Wassersäule mit einer Höhe zwischen 220 und 820 Metern. Die Entdecker gehen davon aus, dass das Wasser die Geschwindigkeit des darüber liegenden Whillans-Eisstroms beeinflusst und dass es noch mehr tiefe Wasserreservoire in der Antarktis gibt. Die Studie der Forschergruppe um Chloe Gustafson von der Columbia University in Palisades im US-Bundesstaat New York ist in der Fachzeitschrift Science erschienen.
"Andere haben die Hypothese aufgestellt, dass sich in diesen Sedimenten tiefes Grundwasser befinden könnte, aber bis jetzt hat noch niemand detaillierte Aufnahmen gemacht", erklärte Gustafson. Sie und ihr Team verwendeten Seismometer und die sogenannte passiv-seismische Methode, um durch die Analyse leichter Erdbebenwellen Schlüsse über den Aufbau des Untergrunds zu ziehen. Zudem nutzten sie eine Technologie, die in der Antarktis bisher nur angewendet wurde, um Strukturen in zehn oder mehr Kilometern Tiefe aufzuklären: die Magnetotellurik.
Dabei werten die Wissenschaftler Daten zur elektrischen Leitfähigkeit von Strukturen im Untergrund aus. Natürliche Magnetfelder lösen im Erdinneren elektrische Wirbelströme aus, die wiederum Magnetfelder erzeugen, die dann aufgezeichnet und analysiert werden können. Mit Hilfe dieser Technologie konnten Gustafson und Kollegen die Tiefe und Ausdehnung des Sedimentbeckens bestimmen. Da Salzwasser elektrischen Strom besser leitet als Süßwasser, konnten sie auch den Salzgehalt des Wassers bestimmen: Er ist im oberen Bereich des Sediments niedriger als bei Meerwasser, nimmt mit der Tiefe jedoch zu.
Bremst das Wasser den Gletscher, oder beschleunigt es ihn?
Dieses Ergebnis interpretieren die Forscher so: Vor Tausenden Jahren war das Sedimentbecken ein Meeresboden, deshalb ist das Sediment mit Salzwasser gefüllt. Der nach oben abnehmende Salzgehalt ist für die Forscher ein Indiz dafür, dass das Wasserreservoir mit dem Schmelzwasser am Gletscherboden in Verbindung steht, dass also Schmelzwasser eingesickert ist. Das Wasser am Gletscherboden verringert die Reibung, wenn sich der Gletscher über Fels oder Sediment bewegt. Das Wasser beeinflusst also die Fließgeschwindigkeit des Gletschers und die Menge des Eises, die ins Meer gelangt - und die dann zum Anstieg des Meeresspiegels im Zuge des Klimawandels beiträgt.
Chloe Gustafson und die Bergsteigerin Meghan Seifert installieren eine magnetotellurische Anlage auf dem Gletscher.
(Foto: Kerry Key/Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University)Um den Einfluss des Grundwassers auf das Verhalten von Gletschern besser zu verstehen, sollten solche Wasserreservoire in die nächste Generation von Eisschildmodellen integriert werden, empfehlen die Wissenschaftler. Außerdem raten sie zur Anwendung der auf Elektromagnetik beruhenden Messmethode Magnetotellurik: "Ich hoffe, dass die Menschen Elektromagnetik als Teil des standardmäßigen geophysikalischen Instrumentariums der Antarktis betrachten werden", so Gustafson, die auch an der University of California San Diego in La Jolla tätig ist.
In einem Kommentar in Science weist Winnie Chu vom Georgia Institute of Technology in Atlanta darauf hin, dass das Grundwasser auch dazu beitragen könnte, dass der Gletscher langsamer fließt: "Wenn das Grundwasser-Reservoir eine beträchtliche Menge an subglazialem Wasser aufnehmen kann, würde die Menge an Schmierwasser, die zum Gleiten auf festem Untergrund beiträgt, reduziert." Wie das Grundwasser tatsächlich auf das Gletscherverhalten wirkt, müsse nun noch erforscht werden.
