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Grönländischer Eisschild See auf dem 79°N-Gletscher spaltet das Eis und hinterlässt dauerhafte Veränderungen

2025

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See auf dem 79°N-Gletscher spaltet das Eis und hinterlässt dauerhafte Veränderungen

Eine neue AWI-Studie zeigt, dass ein etwa 21 km² grosser Schmelzwassersee gigantische Risse im Eis verursacht hat und das abfliessende Wasser den Gletscher anhebt

Seit Mitte der 1990er Jahre verliert der grönländische Eisschild an Masse, seitdem sind nur noch drei schwimmende Zungen übriggeblieben. Eine davon, Nioghalvfjerdsbræ oder 79°N-Gletscher, zeigt bereits erste Anzeichen, instabiler zu werden. Neben der Wärme des Ozeanwasser, dass das Eis von unten immer mehr ausdünnt, nimmt auch der Abfluss von Schmelzwasser auf der Oberfläche eine immer wichtigere Rolle ein.

In einer neuen Studie haben Forschende des Alfred-Wegener-Instituts untersucht, wie sich zwischen 1995 und 2023 ein etwa 21 km² grosser Schmelzwassersee auf der Oberfläche des 79°N-Gletschers in Folge der Klimaerwärmung geformt und entwickelt hat. Dabei konnten sie beobachten, dass dieser See im Laufe der Jahre gigantische Risse verursacht und das abfliessende Wasser den Gletscher anhebt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift The Cryosphere.

Der See taucht das erste Mal in den Beobachtungsdaten im Jahr 1995 auf. "Es gab in diesem Gebiet des 79°N-Gletschers vor dem Anstieg der atmosphärischen Temperaturen Mitte der 1990er Jahre keine Seen", sagt Prof. Angelika Humbert, Glaziologin am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). "Vom Zeitpunkt des Entstehens 1995 bis 2023 ist das Wasser des Sees immer wieder und abrupt über Kanäle und Risse im Eis abgelaufen, wodurch massive Mengen an Schmier- und Süsswasser an den Rand der Gletscherzunge Richtung Ozean gelangten." Insgesamt gab es sieben solcher Entwässerungen, vier davon in den letzten fünf Jahren.

Moulins auf dem 79°N Gletscher

"Bei diesen Drainagen haben sich ab 2019 ausgedehnte, dreieckige Bruchfelder mit Rissen im Eis gebildet, die anders geformt sind als bei allen Seedrainagen, die ich bisher gesehen habe", staunt Angelika Humbert. Einige dieser Risse formen Kanäle mit Öffnungen, die mehrere Dutzend Meter breit sind (Moulins) und durch die auch nach der Hauptentwässerung des Sees Wasser abfliesst. So gelangt innerhalb von Stunden eine riesige Menge Wasser an die Basis des Eisschildes. "Wir haben nun erstmals die Kanäle gemessen, die im Eis bei der Drainage entstehen und wie sie sich über die Jahre verändern."

Nachdem der See 1995 entstanden war, hat sich seine Grösse mit den ersten Rissen im Laufe der Zeit verringert. Mit etwa 21 km² hat er jetzt aber immer noch die Grösse der Möhnetalsperre, einer der grössten Talsperren Deutschlands. In den letzten Jahren traten die Drainagen in immer kürzeren Abständen auf. "Wir vermuten, dass das an den dreieckigen Moulins ab 2019 liegt, die über die Jahre immer wieder reaktiviert werden", so Angelika Humbert. Hierbei spielt das Materialverhalten des Gletschers eine Rolle: Denn einerseits verhält sich das Eis wie ein extrem dickflüssiges (viskoses) Fluid, das langsam über den Untergrund fliesst. Gleichzeitig ist es aber auch elastisch, so dass es sich verformen und wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann, ähnlich wie ein Gummiband. Durch die feste Natur des Eises können Risse und Rinnen überhaupt erst entstehen. Andererseits unterstützt die kriechende Natur des Eises, dass sich Kanäle im Inneren des Gletschers nach der Drainage im Laufe der Zeit wieder schliessen. "Die Grösse der dreieckigen Moulin-Brüche an der Oberfläche bleibt einige Jahre lang unverändert. Die Radarbilder zeigen, dass sie sich im inneren des Gletschers zwar im Laufe der Zeit verändern, aber auch noch Jahre nach ihrer Entstehung nachweisbar sind." Diese Daten zeigen auch, dass es ein Netzwerk von Rissen und Kanälen gibt, sodass es mehr als nur einen Weg für das Wasser gibt.

Schmelzwasser hebt Gletscher an

Auf einigen Luftbildern konnten die Forschenden Schatten entlang der Risse sehen. "In einigen Fällen ist das Eis an den Bruchflächen auch in der Höhe verschoben, so als ob es auf der einen Seite des Moulins mehr angehoben ist als auf der anderen", sagt Angelika Humbert. Die grösste Verschiebung findet sich direkt im See. Das liegt an den enormen Wassermassen, die durch die Risse unter den Gletscher gelangen und dort einen subglazialen See gebildet haben. Radarbilder aus dem Inneren zeigen, dass sich auf diesem See unter dem Eis offenbar eine Blase gebildet hat, die den Gletscher an dieser Stelle nach oben drückt. Auch noch mehr als 15 Jahre nach der ersten Drainage sind die Risse an der Oberfläche sichtbar.

In ihrer Studie haben die Forschenden Daten aus verschiedenen Messungen analysiert. Anhand von Satelliten-Fernerkundungsdaten und Daten aus luftgestützten Vermessungen konnten sie untersuchen, wie sich der See füllt, entwässert und welche Wege das Wasser im Gletscher nimmt. Mit viskoelastischen Modellierungen konnten sie nachvollziehen, ob und wie sich Abflusswege im Laufe der Zeit schliessen. Die Ergebnisse werfen eine entscheidende Frage auf: Haben die häufigen Drainagen das Gletscher-System in einen neuen Zustand gezwungen oder kann das System trotz dieser extremen Mengen an Wasser (noch) zu einem normalen Winterzustand zurückfinden? "In nur zehn Jahren haben sich bei den Drainagen wiederkehrende Muster und eine Regelmässigkeit entwickelt, mit massiven und abrupten Veränderungen des Schmelzwassereintrags auf einer Zeitskala von Stunden bis Tagen", sagt Angelika Humbert. "Das sind extreme Störungen im System und es ist noch nicht erforscht, ob das glaziale System diese Wassermenge aufnehmen und die Entwässerung selbst beeinflussen kann."

Die Studie liefert wichtige Daten, um Risse in Eisschildmodelle zu integrieren und zu erforschen, wie sie sich bilden und den Gletscher beeinflussen. Bei den Modellierungen arbeiten die AWI-Forschenden eng mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der TU Darmstadt und der Universität Stuttgart zusammen. Das Verhalten und die Auswirkungen der Risse im Gletscher zu verstehen und zu berücksichtigen ist vor allem wichtig, wenn man sich die Entwicklung des Sees auf dem 79°N-Gletscher anschaut: Durch die voranschreitende Erwärmung der Atmosphäre sind die Bruchflächen immer weiter hangaufwärts aufgetreten, sodass eine immer grössere Fläche des Gletscher betroffen ist.

Originalpublikation

Humbert, A., Helm, V., Zeising, O., Neckel, N., Braun, M. H., Khan, S. A., Rückamp, M., Steeb, H., Sohn, J., Bohnen, M., and Müller, R.: Insights into supraglacial lake drainage dynamics: triangular fracture formation, reactivation and long-lasting englacial features, The Cryosphere, 19, 3009–3032, https://doi.org/10.5194/tc-19-3009-2025, 2025.

Quelle: AWI, Alfred-Wegener-Institut , 14. August 2025