Eisschild wächst von unten

Anfrieren von Wasser am Grund des Eisschildes kann die federförmigen Strukturen erklären, welche mithilfe von modernen Radarmessungen in den letzten Jahren entdeckt worden sind.

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Tief im Inneren des Eisschildes, das beispielsweise den Norden Grönlands bedeckt, hat man in den letzten Jahren mit modernen Radarmessungen Schichtstrukturen entdeckt. Diese sogenannten Eisplumes haben eine federförmige Struktur. Ihre Entstehung konnten nun Forscher dadurch erklären, dass Wasser am Grund des Eisschildes anfriert.

Bislang rätselte man über die Entstehung und Grösse dieser spektakulären Formen und gefalteten Schichten im Eis. Das Ausmass der beobachteten Eisstrukturen kann bis zur Hälfte der Eisdicke, gegen 1000 Meter, betragen und eine Länge von einigen 10 Kilometern erreichen.

Entstehung der Schichtstrukturen am Computer reproduziert
Ein Team von Forschenden der Universität Zürich, Schweiz, und des British Antarctic Survey, England, konnte die Entstehung dieser Altersschichten am Computer reproduzieren. Sie simulierten das Anfrieren am Grund eines Eisschildes. Dabei zeigte sich, dass die Grösse und Form der Eisplumes vom Zusammenspiel des Eisflusses und der Geschwindigkeit des Anfrierens abhängt. Die Ergebnisse wurden soeben in Nature Communications publiziert. 

Anhand einer detaillierten geometrischen Analyse des Eisschildes konnte das Forscherteam erklären, dass die Lage der meisten federförmigen Eisstrukturen mit jenen Regionen übereinstimmt, in denen Wasser frei entlang der Basis des Eisschildes fliesst, und somit anfrieren wird.

layer structures in radar image together with simulated layer structure
layer structures in radar image together with simulated layer structure
Beobachtete (a) und interpretierte (b) Eisstrukturen aus Radarmessungen zusammen mit simulierten (c) Eisstrukturen für basales Anfrieren. (Radarbilder von NASA IceBridge MCoRDS L1B Instrumenten, mit freundlicher Genehmigung von NASA NSIDC DAAC, NSF und CReSIS, Kansas)

Bedeutung für Untersuchungen des Eisbohrkerns
Diese neue Studie zeigt, dass ein Eisschild besonders bei einer gebirgigen Geländetopographie von unten wachsen kann. Diese Erkenntnisse sind von grosser Bedeutung für die Interpretation von Eisbohrkernen als Klima-Archive, da das alte Eis von der Basis nach oben gedrückt und um den Eiskörper gefaltet wird.

Literatur:
Gwendolyn Leysinger Vieli, Carlos Martín, Richard C.A. Hindmarsh & Martin Lüthi: Basal freeze-on generates complex ice-sheet stratigraphy. Nature Communications. November 7, 2018. DOI: 10.1038/s41467-018-07083-3