Spätquartäre Umwelt- und Klimageschichte der Ostantarktis

Martin Melles
Sabrina Ortlepp


Kooperationen:

Damian Gore, Duanne White
Macquarie University, Sydney, Australien
Peter Doran
University of Illinois at Chicago, USA
Sergej Verkulich
Arctic and Antarctic Research Institute, St. Petersburg, Russland
Dominic Hodgson
British Antarctic Survey, Cambridge, Großbritannien
Andrew McMinn, John Gibbson
University of Tasmania, Hobart, Australien
Holger Cremer
University Utrecht, Holland
Bernd Wagner
Institute for Baltic Sea Research, Warnemünde
Hans-W. Hubberten, Bernhard Diekmann
Alfred Wegener Institute, Potsdam


Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)



Hintergrund

Der Antarktis kommt für die Gestaltung des Klimageschehens auf der Erde eine Schlüsselstellung zu. Sie ist zu 97 % mit einem Eisschild bedeckt und lange Zeit im Jahr von einem breiten Meereisgürtel umgeben. Veränderungen im Volumen der kontinentalen Eismassen wirken sich direkt auf den globalen Meeresspiegel aus. Die geographische Ausdehnung des Eisschildes und der Meereisbedeckung beeinflusst die ozeanographische und atmosphärische Zirkulation sowie durch die hohe Albedo den Wärmehaushalt der Erde. Trotz intensiver internationaler Forschung in den vergangenen Jahrzehnten ist noch unzureichend verstanden, wie der antarktische Eisschild auf zukünftige Klimaveränderungen reagieren wird.


 

Untersuchungen

Für ein besseres Verständnis der Eisschilddynamik werden seit Anfang der 90er Jahre in internationaler Kooperation insbesondere mit russischen, australischen und amerikanischen Wissenschaftlern umfassende quartärgeologische Untersuchungen in heute eisfreien Küstengebieten (Oasen) der Ostantarktis durchgeführt (siehe Abbildung und Tabelle). Als natürliche Archive der Klima- und Umweltbedingungen in der Vergangenheit werden insbesondere die Sedimente am Grund heute existierender Seen und küstennaher Meeresbecken genutzt, die wegen ihres komplexen Aufbaus, ihrer kontinuierlichen Bildung und ihrer häufig guten Erhaltung und Datierbarkeit dafür besonders gut geeignet sind.


 

 

Die bisher erbohrten Sedimentkerne spiegeln i.d.R. die regionale Geschichte seit der letztmaligen Eisbedeckung wieder. Diese fällt an den Bohrlokationen in den Oasen Schirmacher, Untersee, Bunger und Amery vermutlich in das Spätweichselglazial, das vor ca. 18.000 Jahren seinen Höhepunkt hatte. Auf den Windmill-Inseln wurden an zwei Lokationen spätweichselzeitliche Moränen durchteuft und mittelweichselzeitliche subaquatische Sedimente erreicht. Einzig die Bohrlokationen im Taylor-Tal der Trockentäler, die derzeit im Rahmen eines DFG-Projektes (Az: ME 1169/11) untersucht werden, sind im Spätweichsel unvergletschert geblieben. Die Kerne aus dieser Oase eröffnen damit die einzigartige Möglichkeit, die Klima- und Umweltgeschichte lückenlos über einen vollständigen Glazial-Interglazial-Zyklus zu studieren.


 
Oase
Region
Expedition
Kooperation
Schirmacher-Oase
Königin-Maud-Land
1991/92
Rußland
Untersee-Oase
Königin-Maud-Land
1991/92
Rußland
Bunger-Oase
Wilkes-Land
1993/94
Rußland
Windmill-Inseln
Wilkes-Land
1998/99
Australien
Amery-Oase
Prinz-Charles-Berge
2001/02
Australien
Trockentäler
Süd-Viktoria-Land
2002/03
USA

 
Bisherige Ergebnisse

Die bisher vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß die holozäne Klimageschichte am antarktischen Eisrand in Abhängigkeit von den spezifischen geographischen Kenngrößen große regionale Unterschiede aufweist. Die Klimaentwicklung in einzelnen Oasen lässt sich häufig weder mit der Entwicklung in anderer Oasen, noch mit der Entwicklung auf dem zentralen Eisschild korrelieren. In ähnlicher Weise zeigt die Vereisungsgeschichte deutiche regionale Unterschiede. Eisrandbewegungen werden nicht ausschließlich über die Temperatur und die davon abhängige Intensität der Abschmelzprozesse gesteuert. Von Bedeutung für die Massenbilanz des Eises sind auch die von der Meereisbedeckung des angrenzenden Ozeans und der atmosphärischen Zirkulation abhängigen Niederschläge. Außerdem wird die Eisrandlage maßgeblich von Veränderungen des regionalen Meeresspiegels gesteuert, wobei Transgressionen eine Destabilisierung der Eismassen und einen verstärkten Eisabbau durch Kalbungsprozesse hervorrufen.


 

Ausblick

Um die komplexen Wechselwirkungen am antarktischen Eisrand besser zu verstehen, und Prognosen zur Reaktion des Eisrandes auf eine globale Klimaveränderung zu erstellen, sollen in internationaler Kooperation die Untersuchungen auf weitere heute eisfreie Küstenregionen der Antarktis ausgedehnt, mit Erkenntnissen vom angrenzenden Kontinentalschelf ergänzt für zur Validierung von numerischen Eisschildmodellen genutzt werden.

Aufbauend auf den bisherigen Untersuchungen sollen Anfang 2007 während einer Expedition mit dem FS "Polarstern” Sedimentsequenzen vom Kontinentalschelf der ostantarktischen Prydz-Bucht sowie aus den heute eisfreien Gebieten der Rauer-Gruppe und der Amery-Oase in der Umgebung der Bucht gewonnen werden ( siehe Karte ). Das Probenmaterial soll im Rahmen eines im Dezember 2005 beantragten DFG-Projektes in enger Kooperation mit in- und ausländischen Partnern bearbeitet werden. Die Ergebnisse versprechen ein erheblich besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen der Glazialgeschichte und Veränderungen im relativen Meeresspiegel, im Klima und in der Ozeanographie entlang eines S-N-Transektes vom inneren Eisschild über die Küste bis zum Schelfrand der Prydz-Bucht. Die Ergebnisse sollen zur Validierung eines neuen numerischen Modells des Lambert-Gletscher/Amery-Eischelf-Abflusssystems genutzt werden, dem derzeit größten Fjordsystem der Erde, über das etwa ein Viertel der antarktischen Eismassen kanalisiert wird.