Wie man antarktisches Plättcheneis vermisst

6. Februar 2016, 15:26
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Unter dem Meereis der Antarktis befindet sich eine weitere, unerforschte Eismasse: Plättcheneis. Forscher enthüllen immer mehr Details über dessen Rolle

Bremerhaven – Als Plättcheneis wird Eis bezeichnet, das sich aus unterkühltem Wasser aus Schelfeis-Kavernen am Rand der Antarktis bildet und sich an der Unterseite des Meereises anlagert. Die großflächige Rolle von Plättcheneis für das Meereis rund um die Antarktis ist noch weitgehend unerforscht. Nun haben Physiker des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven eine neue Methode entwickelt, mit der sie erstmals die Verbreitung und Mächtigkeit des Plättcheneises in der Antarktis großflächig vermessen können.

Jedes Jahr im Südwinter friert das Meer rundum den antarktischen Kontinent großflächig zu. Dieses Meereis ist jedoch nicht das einzige Eis, das im Winter dort wächst. Verborgen unter der Eisdecke bildet sich ein weiterer Lebensraum: eine mehrere Meter dicke Schicht aus losen Eiskristallen. Lange wusste man kaum etwas über diese einzigartige Eismasse.

In den vergangenen Jahrzehnten aber haben Forscher herausgefunden, dass dieses Eis in einigen Regionen um die Antarktis maßgeblich zur Massenbilanz des Meereises beiträgt und einen einmaligen Lebensraum darstellt: An und zwischen den Platten gedeihen unzählige Algen, die die Basis eines ganz eigenen Ökosystems darstellen: Sie sind Nahrung für unzählige Kleinkrebse und Fische, die zwischen den Eisplättchen Schutz vor größeren Räubern wie Robben und Pinguinen suchen.

Elektromagnetische Induktionsmessung

Nun berichten die AWI-Forscher in den "Geophysical Research Letters", gemeinsam mit Kollegen aus Bonn und Uppsala von einer Methode, mit der sich die Verbreitung und das Volumen des Plättcheneises großflächig erfassen lässt. Dazu setzten sie erstmals ein sogenanntes Multifrequenz-EM-Gerät ein. EM steht für "elektromagnetische Induktionsmessung". Dabei handelt es sich um ein physikalisches Verfahren, das die elektrische Leitfähigkeit des Untergrundes misst.

So unterscheidet sich etwa die Leitfähigkeit festen Meereises deutlich von der des salzigen Meerwassers darunter. Das bedeutet, ein EM-Messgerät kann auf diese Weise den Übergang von Meereis zu Wasser leicht erspüren und ermöglicht es, die Eisdicke zu berechnen. Der Übergang vom Meereis zum Plättcheneis aber ist deutlich unschärfer. Herkömmliche EM-Messgeräte, die die Übergänge zwischen Eis und Wasser mit nur einer einzigen Frequenz bestimmen, können das Plättcheneis nur schwer vom Meereis oder Wasser unterscheiden.

Saisonale Entwicklung

Mit der neuen Multifrequenz-Methode gelang es nun, die Übergänge von Meereis zu Plättcheneis und Wasser erstmals zentimetergenau zu bestimmen, ohne dafür aufwändig Löcher ins Eis zu bohren und die Dicken mit Maßbändern zu messen. "Unsere Ergebnisse haben uns selbst überrascht", sagt der Koautor Mario Hoppmann. "Mit dem Multifrequenz-EM-Gerät konnten wir nicht nur die Dicke des Plättcheneises relativ genau bestimmen. Wir konnten sogar das Eisvolumen der Plättcheneisschicht errechnen, indem wir die Menge des Meerwassers zwischen den Plättchen bestimmt und diese dann subtrahiert haben."

Dabei stellte sich unter anderem heraus, dass das Plättcheneis einen Jahresrhythmus hat: Im Juni, zu Beginn des antarktischen Winters, sammeln sich unter dem Meereis die ersten Plättchen. Im Laufe des Winters wächst die Schicht, bis sie zum Winterende im Dezember mehrere Meter dick ist und dann im Laufe des Sommers wieder schrumpft. "Will man die Situation des antarktischen Eises verstehen und einen möglichen Einfluss des Klimawandels abschätzen, muss man künftig wahrscheinlich auch das Plättcheneis stärker berücksichtigen", so Hoppmann. (red, 6. 2. 2016)

  • alfred-wegener-institut, helmholtz-zentrum für polar- und meeresforschung

    Video des Alfred-Wegener-Instituts.

  • Nahaufnahme eines Eisplättchens.
    foto: m. hoppmann / alfred-wegener-institut

    Nahaufnahme eines Eisplättchens.

  • Unterwasseraufnahme der Plättcheneisschicht in der Atkabucht, Weddellmeer, Antarktis.
    foto: tauchzentrum

    Unterwasseraufnahme der Plättcheneisschicht in der Atkabucht, Weddellmeer, Antarktis.

  • Schematische Darstellung der Entstehung von Plättcheneis im Südpolarmeer.
    foto: m. hoppmann / alfred-wegener-institut

    Schematische Darstellung der Entstehung von Plättcheneis im Südpolarmeer.

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