Mithilfe von Satellitendaten und den Gesetzmäßigkeiten des Eisflusses haben Forscher die verborgene subglaziale Felslandschaft der Antarktis – eine der am wenigsten erforschten Planetenoberflächen im Sonnensystem – in beispielloser Detailgenauigkeit kartiert. Dabei wurden bisher unbekannte geologische Strukturen sichtbar, die den Eisschild von unten formen. Die Ergebnisse verbessern nicht nur Eisschildmodelle, sondern können auch zukünftige geophysikalische Untersuchungen leiten und die Unsicherheit bei Prognosen zum Eisverlust und Meeresspiegelanstieg verringern. Unter dem gewaltigen antarktischen Eisschild verbirgt sich eine komplexe Landschaft aus Bergen, Tälern, Ebenen, Becken und Seen. Diese subglaziale Topographie spielt eine entscheidende Rolle für den Eisfluss in der Antarktis und beeinflusst die Oberfläche des Eisschildes. Beides ist essenziell, um vorherzusagen, wie sich der Eisschild im globalen Maßstab entwickeln und zu den Meeresspiegelveränderungen infolge der fortschreitenden Klimaerwärmung beitragen wird. Dennoch ist vieles über die subglazialen Landschaften der Antarktis noch unbekannt, vor allem aufgrund der wenigen und begrenzten bodengebundenen und luftgestützten Untersuchungen.
Um diese Lücke zu schließen, kombinierten Helen Ockenden und ihre Kollegen hochauflösende Satellitenbeobachtungen der Eisoberfläche, begrenzte Eisdickenmessungen und die Ice Flow Perturbation Analysis (IFPA). Letztere nutzt die physikalischen Prinzipien des Eisflusses über die darunterliegende Felsstruktur, um eine kontinentweite Karte der subglazialen Topographie zu erstellen. Laut Ockenden et al. enthüllt die Karte die Landschaft der Antarktis in beispielloser Detailgenauigkeit und zeigt mittelgroße topographische Merkmale (2 bis 30 Kilometer) unter dem Eisschild, die zuvor unbekannt oder nur unzureichend erfasst waren. Dazu gehören tiefe und enge alpine Täler, ausgespülte Tiefebenen und ausgedehnte, hunderte Kilometer lange, begrabene Flussläufe. Einige dieser Merkmale könnten Überreste von Landformen sein, die vor dem heutigen Eisschild existierten.
Autor Robert Bingham erklärte gegenüber SciPak die Faszination dieser Entdeckung: „Am überraschendsten ist wohl, dass so viele Details der Topografie des Untergrunds – Merkmale wie Gletschertäler, Hügel und Schluchten – überhaupt in der Form der Eisoberfläche so weit oben erfasst sind. Die Veränderungen an der Oberfläche sind extrem subtil: Wenn 3 km dickes Eis über eine subglaziale Schlucht von etwa 100 Metern Tiefe gleitet, sinkt die Eisoberfläche typischerweise nur um wenige Meter ab – eine Veränderung, die beim Überqueren der Eisoberfläche selbst kaum wahrnehmbar ist.“
Darüber hinaus ermöglichte die mesoskalige Textur der neu aufgelösten Topografie den Autoren, Muster der Gletscherformung in der Antarktis zu identifizieren und so Einblicke in die Entstehung, Entwicklung und Wechselwirkung des Eisschildes mit der darunterliegenden Landschaft zu gewinnen. Dies bietet einen klareren Rahmen für die Rekonstruktion vergangener und zukünftiger Eisdynamiken. „Obwohl Ockenden et al. eine detaillierte Karte der antarktischen Felslandschaft im Mesomaßstab liefern, stellt diese nicht das letzte Wort zur Geographie der Antarktis dar“, schreibt Duncan Young in einem zugehörigen Kommentar. „Ähnlich wie bei Methoden zur Massenerhaltung beruht die Analyse auf wichtigen Annahmen über Mechanismen, die für die Modellierung der Eisschildentwicklung entscheidend sind, wie etwa Eisdeformation, basales Gleiten sowie Schmelz- und Gefrierprozesse an der Eis-Fels-Grenzfläche.“
DOI
