Grönlands Fenster in wärmere Zeiten

1. Mai 2015, 10:00
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Innsbrucker Forscher werden in diesem Sommer in einen besonders entlegenen Winkel Grönlands reisen - in den dortigen Höhlen wollen sie urzeitlichen Klimaschwankungen auf die Spur kommen

Innsbruck - Der "Centrum Sø" lädt gewiss nicht zum Baden ein. Der langgestreckte, mehrere Kilometer breite See liegt inmitten einer kargen Gebirgslandschaft und wird im Sommer vom Schmelzwasser gespeist. Rundherum ragen Gipfel bis 1200 Meter in die Höhe. Kein Wald, keine Wiesen, kein Mensch weit und breit. Dennoch ist die Kronprinz Christian Land genannte Region im Nordosten Grönlands für Gina Moseley ein Traumreiseziel. "Ich habe das schon seit 2007 im Kopf", erzählt die an der Uni Innsbruck tätige Geowissenschafterin. Vor zwei Jahren startete sie die Planung für eine Expedition in das abgelegene Gebiet. Im kommenden Sommer soll es endlich losgehen.

Moseleys Hauptinteresse gilt einigen 1960 entdeckten und bislang kaum untersuchten Höhlen. Die Grotten befinden sich in einem Tal, dessen flankierende Hänge aus 440 Millionen Jahre altem Kalkgestein bestehen. Ähnlich wie im europäischen Karst haben sich in diesen porösen Felsformationen Tropfsteinspelunken gebildet. Letztere müssen in grauer Vorzeit entstanden sein, sagt Moseley. Heute sei die Region viel zu trocken, das Klima entspreche mit einer jährlichen Niederschlagsmenge von durchschnittlich nur 200 Millimetern praktisch Wüstenbedingungen. Nur die Temperaturen sind arktischer Ausprägung. Aber vermutlich war es nicht immer so kalt wie heute. Bisherigen Erkenntnissen zufolge traten während des Pliozäns mehrere Warmphasen ein - auch auf Grönland. Die Tropfsteine könnten Hinweise auf solche prähistorischen Klimaveränderungen enthalten. Das wollen Moseley und ihre Kollegen untersuchen.

Über Geröllfelder und Felsen

Geplant ist deshalb, Bohrproben aus den Stalagmiten in den Höhlen zu nehmen. Ein aufwendiges und kostspieliges Unterfangen. Das Team wird per Flugzeug zu einer Landpiste am südwestlichen Ende des Centrum Sø reisen und von dort aus mit einem Schlauchboot gen Osten fahren. Am Nordufer soll das Basislager eingerichtet werden. Dann geht's nur noch zu Fuß weiter. Mehr als 30 Kilometer beträgt die Entfernung zu den Kalksteingrotten - über Geröllfelder und zerklüftete Felsen.

Seine Funktion als Datenträger verdankt Tropfstein vor allem besonderen Varianten der Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff, sogenannten Isotopen. Diese Atome verfügen über eine abweiche Zahl an Neutronen und sind somit schwerer oder leichter als der Standardtyp. Ihr Vorkommen gibt Hinweise auf unterschiedliche Umweltbedingungen.

Das Sauerstoff-Isotop 18O zum Beispiel tritt immer dann vermehrt im Niederschlagswasser auf, wenn die Lufttemperatur ansteigt. Bohrkerne aus Eisablagerungen können dementsprechend als Klimaarchive genutzt werden - wie die Proben, die Forscher aus dem grönländischen Landeis genommen haben. Die so gewonnenen Daten zeigen für den Zeitraum der letzten Eiszeit seltsame periodische Schwankungen. Sprungartige Temperaturanstiege und langsamere Abkühlungsphasen wechselten einander ab. Die Erwärmung dauerte meist nur wenige Jahrzehnte, die erneute Vereisung dagegen hielt Jahrhunderte bis Jahrtausende an.

Rückkopplungseffekt

Die Entstehung der Zyklen konnte noch nicht umfassend geklärt werden. Experten vermuten einen Rückkopplungseffekt. Während der relativ milden Phasen stieg die Luftfeuchtigkeit an, wodurch die Eismassen anwuchsen. Diese konnten an Land eine Höhe von mehreren Tausend Metern erreichen und bewirkten so eine Ablenkung von wärmeren Winden. Gleichzeitig führten die sich auf dem Ozean ausdehnenden Eisflächen zu einer erhöhten Rückstrahlung von Sonnenenergie. Die Abkühlung verstärkte sich. Unter dem Meereseis konnte sich womöglich langsam Wasser aus südlicheren Gefilden ansammeln, bis der Eispanzer aufbrach und die Wasserwärme freigab. Bislang ist diese Erklärung nur eine Theorie.

Ein Klimawandel hinterlässt aber nicht nur im Eis seine Spuren, sondern auch in Tropfstein. Verräterische 18O-Signaturen konnten die Innsbrucker Forscher jüngst unter anderem in knapp 65.000 Jahre alten Stalagmiten aus dem Höhlloch im Kleinwalsertal nachweisen. Eine Analyse zeigte Muster, die eine verblüffende Ähnlichkeit mit den Auswertungsergebnissen von Proben aus dem grönländischen Eisschild haben. Offenbar waren die Klimaschwankungen in Mitteleuropa und auf Grönland zumindest während dieser Phase der letzten Eiszeit stark aneinandergekoppelt (siehe Geology, Bd. 42, S. 1043).

Hinweise auf Vegetation

Das Landeis-Klimaarchiv hat indes einen Nachteil: Seine Aufzeichnungen reichen nur 128.000 Jahre zurück. Die Tropfsteine in den Grotten von Kronprinz Christian Land dagegen sind vermutlich viel älter, sagt Moseley. Mehr als eine Million Jahre dürften es sein. Eine Analyse der Kohlensoff-Signaturen könnte zudem Hinweise auf die damalige Vegetation geben. Vielleicht sind in den Stalagmiten sogar Pollenkörner eingeschlossen. "Das werden die ersten höhlenbasierten Paläoklimadaten für Grönland sein", schwärmt die Forscherin, "und sie werden uns ein Fenster öffnen in jene Zeit, als die Insel noch ein wärmeres Klima aufwies." (Kurt de Swaaf, DER STANDARD, 29.4.2015)

  • Das Basislager, das Innsbrucker Wissenschafter am Nordufer des Sees Centrum Sø im Nordosten Grönlands aufschlagen wollen, ist nur per Schlauchboot erreichbar.
    foto: robbie shone

    Das Basislager, das Innsbrucker Wissenschafter am Nordufer des Sees Centrum Sø im Nordosten Grönlands aufschlagen wollen, ist nur per Schlauchboot erreichbar.

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