Button zur vorherigen Seite (zurueck)
normale Schriftgröße mittlere Schriftgröße große Schriftgröße hoher Kontrast (schwarz⁄weiß) Standardkontrast (Farbe)

Untersuchungen von Eisbohrkernen - Eine Methode zur Analyse der Klimaentwicklung in der Erdgeschichte

Button fuer die druckeroptimierte Seite
Autor (-en):
Ingolf Profft, DEMO Project, CarboEurope-IP
TLWJF Gotha
Kontakt:
Einstellung am:
31.03.2005
Dokumenttyp:
Projektbeitrag
Zusammenfassung:
Die aus den Eisregionen unserer Erde (Arktis, Antarktis) gewonnenen Bohrkerne aus dem Eis geben einen ziemlich detaillierten Überblick über die Entwicklung und Zusammensetzung unserer Erdatmosphäre im Verlauf der letzten 900.000 Jahre.
In Forschung und Wissenschaft werden verschiedene Methoden genutzt, um die Klimaentwicklung unserer Erde im Verlaufe ihrer Entwicklung genau analysieren zu können. Auf diese Weise sollen aktuelle Klimaveränderungen besser verstanden, der menschliche Einfluss auf die sich abzeichnende Klimaerwärmung genauer quantifiziert und die zukünftige Entwicklungen des Klimas besser und genauer bestimmt werden. "Das Verständnis der Prozesse, die in der Vergangenheit zu Klimaänderungen geführt haben, hilft den Wissenschaftlern, Vorhersagen für künftige Klimaänderungen zu verbessern." (15)
Button zum Anfang der Seite
Neben der Analyse von Jahrringen bei Bäumen (Dendrochronologie), der Erforschung ozeanischer Tiefensedimente und von Sedimenten der Binnengewässer sowie dem Wachstum der Korallen und der Forschung zu fossilen Pflanzenversteinerungen bildet die Untersuchung von Eisbohrkernen eine wichtige Methode für die Klimaforschung:

Gewinnung eines Eisbohrkerns

Abb.1: Gewinnung des Eisbohrkerns nach dem
Bohrvorgang aus dem Eisbohrer.

Schneefälle eines Jahres in den arktischen und antarktischen Gebieten bilden jeweils eine Schicht, die von den Schneefällen des darauf folgenden Jahres überdeckt werden. Durch die se jeweilige Überdeckung werden die darunter liegenden Schneeschichten verdichtet und zu Eis gepresst. Es bildet sich somit eine schichtartige Struktur heraus.
In den einzelnen Eisschichten sind auch Luftblasen und Aerosole der Atmosphäre eingeschlossen. Diese Einschlüsse geben Auskunft zu den atmosphärischen Bedingungen zu der Zeit, als diese Eisschicht aus den Schneefällen dieser zeitlichen Phase entstanden ist, beispielsweise die Anteile an Kohlendioxid, Methan und Staub (z. B. aus Vulkanen). Probleme dabei bereitet den Wissenschaftlern dabei die zeitliche Verschiebung aufgrund von Luftaustauschprozessen zwischen den Schnee- und den darunter liegenden Firnschichten - die Luft in den Einschlüssen ist jünger als das umgebende Eis. In schneereichen Gebieten liegen die Unterschiede im Alter bei ca. 50 Jahre, in schneearmen Gebieten bei bis zu 2.500 Jahre.
Button zum Anfang der Seite
Anhaltspunkte für die Datierung einzelner Schichten geben erhöhte Elementkonzentrationen in einzelnen Eisschichten, wie beispielsweise Sulfatanteile, die auf starke Vulkanausbrüche hindeuten.
Die bisherigen Bohrungen gehen bis in eine Tiefe von knapp 4.000 m. Auf diese Weise konnten bislang Eisproben gewonnen werden, die bis zu 900.000 Jahre alt sind und demzufolge Auskunft geben können über unsere Atmosphäre und deren Zusammensetzung während dieses Zeitraumes.

Eisbohrkern mit eingeschlossenen Sedimenten

Abb.2: Gewonnener Eisbohrkern - eingeschlossene
Sedimente verursachen die Verfärbungen
des Eises.

Die Eisbohrungen im Rahmen des Forschungsprojektes an der Antarktisstation Wostok, das im Jahre 1999 abgeschlossen wurde, gingen bis in eine Tiefe von 3.623 m. Nach der Auswertung der Daten stand fest: das Klima der Erde befindet sich in einem permanenten Änderungsprozess mit einem Wechsel von warmen und kalten Perioden, aber die Konzentration der Treibhausgase CO2 und CH4 in der Erdatmosphäre war in den vergangenen 420.000 Jahren nie so hoch, wie sie gegenwärtig ist - ein deutliches Indiz für den menschlichen Einfluss auf den Anstieg der Treibhausgase.
Ein weiteres Forschungsprojekt ist das internationale Eiskern-Projekt NGRIP (North Greenland Ice Core Project) in Nordgrönland, an dem auch das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven, beteiligt ist. Die hierbei gewonnenen Eisbohrkerne mit einem Durchmesser von 10 cm werden in Stücken von 3,50 m an die Erdoberfläche gebracht. Insgesamt konnte eine Bohrtiefe von 3085 m erreicht werden. Die dabei gewonnen Eisproben mit ihren Luft- und Partikeleinschlüssen liefern Daten der Schneefälle der letzten 123.000 Jahre. Ein wichtiges Ergebnis dieses Projektes: Vor der letzten Eiszeit, die vor 115.000 Jahren begann, gab es eine warme Klimaperiode, in der es einige Grade wärmer war als heute. Die Klimainformation aus dieser Periode ist in dem Eiskern in Schichten von einem Zentimeter Eis pro Jahr erhalten. Der Rückgang der Temperatur am Ende dieser Periode war langsam. Die schrittweise Abkühlung bis zu eiszeitlichen Bedingungen zog sich über einige tausend Jahre hin.
Button zum Anfang der Seite
Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung ist auch am European Project for Ice Coring in Antarctica (EPICA), einem europäischen Forschungsprojekt, zusammen mit 9 weiteren Staaten beteiligt. Auf dem Inlandeisplateau der Ostantarktis wurde im zweiten Halbjahr 2004 ein Eiskern gewonnen, der - soweit bisher analysiert - Schneefälle aus mindestens 900.000 Jahren enthält. Damit ist dies die bislang längste, aus Eiskernen gewonnene kontinuierliche Klimaaufzeichnung. Nach den ersten abgeschlossenen Auswertungen zeigt sich, dass während der letzten 740.000 Jahre acht Eiszeiten (Glaziale), d. h. Phasen, in denen das Klima erheblich kälter war als heute, und acht wärmere Perioden (Interglaziale) statt fanden. Bemerkenswert: "In den letzten 400.000 Jahren waren diese Perioden durch Temperaturen gekennzeichnet, die den heutigen Werten ähneln. Vor dieser Zeit war es in den warmen Perioden kälter als heute. Zugleich dauerten die Warmzeiten länger." (15) Außerdem wird beispielsweise eine Erkenntnis aus dem Wostok-Projekt bestätigt und sogar erweitert: Die gegenwärtige Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre stellt den höchsten Wert der letzten 500.000 Jahre dar.
Gegenwärtig werden die Eisproben des untersten Eiskernteiles, das die Zeitspanne 740.000 bis 900.000 Jahre widerspiegelt, im Labor analysiert und ausgewertet. Dieses Teil enthät Kristalle mit einer Größe von bis zu 40 cm. "Die Informationen, die sich aus Studien dieses Eiskerns ergeben werden, könnten großen Einfluss auf unser Verständnis des Erdklimas haben." (18)
Weitere Informationen rund um die Polarregionen und die Gletscher unserer Erde sowie deren Erforschung finden Sie auf der Homepage des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung unter » www.awi-bremerhaven.de
Button zum Anfang der Seite

Quellen:

  1. Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI): Neue Klimadaten aus altem Antarktiseis. Pressemitteilung vom 07.06.2004.
    (online unter » www.awi-bremerhaven.de; Abruf am 30.03.2005; 14:30 Uhr)
  2. Petit, J. R., Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, N. I., Barnola, J.-M., Basile, I., Bender, M., Chappellaz, J., Davis, M., Delaygue, G., Delmotte, M., Kotlyakov, V. M., Legrand, M., Lipenkov, V. Y., Lorius, C., Pepin, L., Ritz, C., Saltzman, E., Stievenard, M. (1999): Climate and atmospheric history of the past 420.000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399, 429-436.
  3. Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI): Eisbohrkern aus Nordgrönland enthüllt detaillierte Geschichte des Klimas. Pressemitteilung vom 08.09.2004.
    (online unter » www.awi-bremerhaven.de; Abruf am 30.03.2005; 14:30 Uhr)
  4. Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI): Der älteste antarktische Eiskern. Pressemitteilung vom 13.01.2005.
    (online unter » www.awi-bremerhaven.de; Abruf am 30.03.2005; 14:45 Uhr)

Abbildungen:

  1. Untersuchung zu Eisbohrkernen, Abb. 1:  online unter » www.glaciology.gfy.ku.dk (Abruf am 31.03.2005; 10:45 Uhr)
  2. Untersuchung zu Eisbohrkernen, Abb. 2:  online unter » www.glaciology.gfy.ku.dk (Abruf am 31.03.2005; 10:45 Uhr)

Button zur vorherigen Seite (zurueck) Bild zum Anfang der Seite Button zur naechsten Seite (vor) Button zur Startseite