Unter der ausgedehnten Eisoberfläche der Antarktis verbirgt sich ein komplexes Netz versteckter Seen, die die Dynamik des Eises und damit den Pegel der Weltmeere beeinflussen. Seit vielen Jahren wussten Experten von der Existenz dieser Gewässer, aber ihre Anzahl und ihre tatsächliche Lage blieben ein Rätsel.
Nun hat eine sorgfältige Analyse auf der Grundlage von zehnjährigen Satellitenbeobachtungen eine größere als erwartete Anzahl ergeben. Die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, dass diese versteckten Seen zyklisch gefüllt und geleert werden und dieser Prozess Monate oder sogar Jahre dauern kann.
Wie sehen die 85 versteckten Seen aus, die unter dem Eis der Antarktis entdeckt wurden?
Daten des Satelliten CryoSat der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ermöglichten die Entdeckung von 85 neuen, bisher unbekannten Gletscherseen. Diese Gewässer befinden sich unter mehreren Kilometern Eis und sind Teil eines Entwässerungsnetzes, das verschiedene Regionen des Kontinents miteinander verbindet.
Bislang waren 146 aktive Seen bekannt, aber mit dieser neuen Entdeckung stieg ihre Gesamtzahl auf 231, was einem Anstieg von mehr als 50 % entspricht.
Darüber hinaus wurden fünf Netzwerke miteinander verbundener Seen und 25 Gruppen entdeckt, die auf ein viel dynamischeres hydraulisches System hindeuten als bisher angenommen.
Laut Sally Wilson, Forscherin an der Universität Leeds und Hauptautorin der Studie, bestand die Hauptaufgabe darin, die Füll- und Entleerungszyklen dieser Seen zu verfolgen.
„Vor dieser Studie wurden weltweit nur 36 vollständige Zyklen beobachtet. Jetzt konnten wir weitere 12 registrieren, was insgesamt 48 ergibt“, sagte die Wissenschaftlerin.
Wie wurden diese neuen versteckten Seen der Antarktis entdeckt?
Der Satellit CryoSat, der 2010 im Rahmen des FutureEO-Programms der Europäischen Weltraumorganisation gestartet wurde, misst präzise die Höhenveränderungen des Eises in Grönland und der Antarktis.
Sein Radarlot erkennt winzige Veränderungen auf der Eisoberfläche, wodurch festgestellt werden kann, wann sich ein subglaziales See füllt oder leert.
Zehn Jahre lang analysierten Experten die Schwankungen der Eishöhe und entdeckten wiederkehrende vertikale Bewegungen. Diese Signale deuteten auf das Vorhandensein von flüssigem Wasser hin, das sich ansammelte oder abfloss und so zu einer Anhebung oder Absenkung des Reliefs führte.
Auf diese Weise gelang es ihnen, eine Karte der Lage und der zeitlichen Entwicklung der verborgenen Seen zu erstellen, was neue Einblicke in die interne Hydrologie des Kontinents ermöglichte.
Professor Anna Hogg, ebenfalls von der Universität Leeds und Mitautorin der Studie, betonte, dass sich die Gebiete, in denen sich die verborgenen Seen befinden, im Laufe der Zeit verändern. „Dies beweist, dass die subglaziale Hydrologie der Antarktis viel aktiver ist, als wir dachten“, kommentierte sie.
Die Wissenschaftlerin fügte hinzu, dass die Überwachung fortgesetzt werden müsse, um die langfristigen Auswirkungen zu verstehen.
Was sind subglaziale Seen und wie entstehen sie?
Verborgene Seen entstehen, wenn die innere Wärme der Erde und die Reibung des Eises auf dem Fels einen Teil der Basis der Eisdecke schmelzen. Das entstehende Wasser wird zwischen dem Eis und dem Felsboden zurückgehalten und bildet Seen, die stabil bleiben oder sich periodisch verändern können.
Der größte bekannte See, Lake Vostok, befindet sich unter einer etwa vier Kilometer dicken Eisschicht und enthält zwischen 5.000 und 65.000 Kubikkilometer Wasser. Obwohl es als stabiles See gilt, könnte seine hypothetische Entwässerung erhebliche Auswirkungen auf die Stabilität der Eisdecke, die Ozeanzirkulation und die nahe gelegenen Meeresökosysteme haben.
Nicht alle subglazialen Seen sind aktiv. Einige von ihnen bleiben über Jahrtausende hinweg geschlossen, während andere Anzeichen für zyklische Strömungen aufweisen.
Jüngste Untersuchungen haben neue Abflusswege zwischen verschiedenen Regionen der Antarktis aufgezeigt, was auf eine komplexere Wechselwirkung zwischen Eis, Wasser und Relief hindeutet.
Auswirkungen dieser Entdeckung auf den Klimawandel
Die Füll- und Entleerungszyklen der verborgenen Seen sind eine wertvolle Informationsquelle für Klimamodelle. Diese Prozesse beeinflussen die Geschwindigkeit, mit der sich das Eis zum Meer bewegt, und damit auch den globalen Meeresspiegelanstieg.
Bislang haben die meisten Modelle zur Vorhersage des Meeresspiegelanstiegs die Hydrologie unter dem Eis nicht als entscheidenden Faktor berücksichtigt.
Die neuen Daten werden jedoch eine genauere Modellierung ermöglichen und ein detaillierteres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Eis, Ozean und Atmosphäre liefern.
Martin Waring, Koordinator des ESA Polar Science Cluster, betonte in seiner Erklärung, dass die Ergebnisse die Bedeutung von Satellitenbeobachtungen bestätigen. „Je mehr wir über die Prozesse wissen, die die Eisdecke der Antarktis beeinflussen, desto genauer werden unsere Vorhersagen zum künftigen Meeresspiegel sein“, sagte er.
