English China

Neue Zahlen zur Gletscherschmelze Warum Grönland jedes Jahr höher liegt

Redakteur: Christian Lüttmann

Die Eisschmelze in Grönland verschiebt so viel Masse in Form von Schmelzwasser, dass sie messbare Gravitationsänderungen verursacht. Und nicht nur das: Die abfallende Last ist auch groß genug, dass die Erde darunter sich minimal anhebt. Beides lässt sich per Satellit messen und zeigt so, wie viel Eis jedes Jahr verloren geht. Die errechneten Zahlen haben Forscher aus Dresden und Dänemark veröffentlicht.

Firma zum Thema

Grönland ist geprägt durch seine Gletscher. Wie schell diese Schmelzen, haben Forscher per Satellit untersucht.
Grönland ist geprägt durch seine Gletscher. Wie schell diese Schmelzen, haben Forscher per Satellit untersucht.
(Bild: M. Scheinert)

Dresden, Kopenhagen/Dänemark – In Grönland liegt auf 79° nördlicher Breite ein für Auswärtige kaum auszusprechendes Ungetüm: der Nioghalvfjerdsbræ. Oder wie man auf Deutsch sagen würde: der 79-Gletscher. Dieser Gletscher bildet eine mehr als 75 km lange, schwimmende Gletscherzunge, die 22 bis 32 km breit ist. Zusammen mit zwei weiteren großen Gletschern in der Umgebung lässt sich dieses Naturphänomen über eine Distanz von mehr als 700 km vom Eisrand bis zur Eisscheide im Inneren des grönländischen Eisschilds verfolgen – noch.

Mit der voranschreitenden Erderwärmung schmilzt das Gletschereis mehr und mehr. Um genauere Daten über den Rückgang des Eises zu erhalten, hat ein Team um Maria Kappelsberger von der TU Dresden zusammen mit Forschern der Dänischen Technischen Universität (DTU) die Eismassenänderung des grönländischen Eisschilds genauer untersucht. Da der Eisschild mit 2500 km Nord-Süd-Ausdehnung und bis 1000 km Ost-West-Ausdehnung kontinentale Ausmaße aufweist, haben die Wissenschaftler für ihre Studie Satellitendaten genutzt.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Schwerkraft- und Höhenänderung zeigen Eisverlust

Um die Schmelzprozesse von so gewaltigen Eismassen zu untersuchen, sind vor allem zwei satellitengestützte Methoden gebräuchlich. Die eine nutzt Veränderungen in der Masse und damit der Gravitationswirkung des Eisschildes (Satellitengravimetrie). Die andere misst die Änderung der Höhe der Eisoberfläche (Satellitenaltimetrie).

Bisher wurden diese Methoden meist getrennt voneinander betrachtet. Mit ihrer neuen Studie haben die Forscher nun nachgewiesen, dass die Kombination der beiden Verfahren zu einer verbesserten Schätzung der Eismassenbilanz Grönlands führt. Dabei wurden neben dem eigentlichen Eisschild auch die peripheren Gletscher und Eiskappen einbezogen.

Schmelzwasser eines Jahres füllt fast fünfmal den Bodensee

Wie viel Eis geht nun aber den grönländischen Gletschern verloren? Für den Zeitraum von 2010 bis 2017 ermittelten die Wissenschaftler aus ihren Satellitendaten für Gesamtgrönland eine Eismassenänderungsrate von 233 Gigatonnen pro Jahr (Unsicherheit: ± 43 Gt/a).

Würde man dieses in einem Jahr freigesetzte Schmelzwasser gleichmäßig über der Fläche von Deutschland verteilen, so läge das Areal unter einer ungefähr 4,6 Meter dicken Wasserschicht. Oder anders ausgedrückt: Mit diesem gewaltigen Schmelzwasserstrom von gut 7000 Tonnen pro Sekunde könnte man alle elf Wochen den Bodensee (48 km3) komplett neu befüllen.

Gletscherschmelze mit Satelliten messen

Für ihre Messungen haben sich die Forscher sich zunutze gemacht, dass die Erde mitnichten als starrer Körper zu betrachten ist, sondern je nach Tiefe unterschiedlich ausgeprägte elastische bzw. viskoelastische Eigenschaften aufweist. Diese von Temperatur und Druck abhängigen rheologischen Eigenschaften führen dazu, dass sich die Erde unter dem Einfluss einer veränderlichen Massenauflast deformiert. Wenn also die Eismassen auf der Erdoberfläche wegschmelzen und die Erdoberfläche darunter entlasten, verformt sie ein bisschen. Die Erdkruste hebt sich minimal, was sich an fest vermarkten Punkten mithilfe des globalen Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung (GNSS) messen lässt.

Die Erdoberfläche hebt sich

Um die Senkung und Hebung der Erdkruste zu bestimmen, haben die Wissenschaftler der TU Dresden und Dänemark im Zeitraum von 2008 bis 2017 fünf Messkampagnen in Nordost-Grönland realisiert. Unterstützt wurden sie durch das Alfred-Wegener-Institut Helmholtzzentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI Bremerhaven). In dem Messzeitraum stellten sie vertikale Deformationsraten von 4,5 mm/a und mehr fest. „Hotspot“ war dabei ein Messpunkt an der Westküste von Lambert Land, an der Gabelung von Nioghalvfjerdsbræ und Zachariae Isstrøm: Hier zeigt sich mit (8,9 ± 1,7) mm/a die größte Hebungsrate.

„Unsere Studie liefert wichtige Erkenntnisse zur Wechselwirkung von Eismassenänderung und fester Erde in Nordost-Grönland“, fassen die Studienautoren zusammen. Das in der Studie angewandte Verfahren ermöglicht eine verbesserte Schätzung der Eismassenänderungsrate und trägt zum interdisziplinären Projekt "Greenland Ice Sheet Ocean Interaction" (GROCE) bei, welches die Prozesse zwischen Ozean, Atmosphäre, Eisschild und peripheren Gletschern mit Fokus auf Nordost-Grönland untersucht.

Originalpublkation: M. T. Kappelsberger, U. Strößenreuther, M. Scheinert, M. Horwath, A. Groh, C. Knöfel, S. Lunz, S. A. Khan: Modeled and observed bedrock displacements in north‐east Greenland using refined estimates of present‐day ice‐mass changes and densified GNSS measurements, JGR: Earth Surface, 28 January 2021; DOI: 10.1029/2020JF005860

Weiterführende Literatur: Kappelsberger, Maria; Strößenreuther, Undine; Scheinert, Mirko; Horwath, Martin; Groh, Andreas: Gridded rates of ice-mass change in north-east Greenland from a combination of satellite gravimetry and satellite altimetry. PANGAEA, 10.1594/PANGAEA.922884 (DOI registration in progress)

Datenportal zur satellitengravimetrisch bestimmten Massenbilanz Grönlands: data1.geo.tu-dresden.de/gis_gmb

(ID:47118213)