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Saturday, February 15, 2025

Record-Breaking Ice Core Drilled in Antarctica Reveals 1.2 Million Years of Climate History

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Exploring the Antarctic ice reveals formations that can be hundreds of thousands of years old, offering insights into historical climate changes. Recent efforts have expanded research to 1.2 million years using a 2,800-meter ice core, highlighting the challenges of drilling in extreme conditions. Scientists analyze gases trapped in the ice to reconstruct ocean temperatures and understand the shifts between ice ages and warm periods, aiming to uncover the factors behind these significant climate transitions.

Die faszinierende Welt des antarktischen Eises

Im heimischen Gefrierfach ist das Eis oft schon nach wenigen Wochen verbraucht. Im Gegensatz dazu kann das Eis des Aletschgletschers bis zu 1000 Jahre alt werden, bevor es schmilzt. Doch im Vergleich zu den gewaltigen Eismassen der Antarktis, die über Jahrtausende aus verdichtetem Schnee entstanden sind, ist das Aletsch-Eis fast wie das Eis von der Eistüte: Die antarktischen Eisformationen können Hunderttausende von Jahren alt sein.

Einblick in die Geschichte der Klimaveränderungen

Bohrkerne aus dem antarktischen Eisschild erzählen eine einzigartige Geschichte, die nur von denjenigen entschlüsselt werden kann, die wissen, worauf sie achten müssen. Diese Kerne spiegeln die dramatischen Wechsel zwischen Eis- und Warmperioden wider und zeigen auch die Schwankungen der CO2- und Methanwerte in der Atmosphäre auf.

Erst jetzt können Forscher auf eine Zeitspanne von 1,2 Millionen Jahren zurückblicken. Dies ist ein bedeutender Fortschritt im Vergleich zu den vorherigen 800.000 Jahren. Ein europäisches Konsortium, dem auch die Schweiz angehört, hat kürzlich einen 2800 Meter langen Eisbohrkern aus der Antarktis gewonnen, der bis in eine Tiefe von mindestens 2500 Metern chronologisch geschichtet ist.

Das Bohren von Eis ist eine anspruchsvolle Tätigkeit – insbesondere in Höhenlagen von 3200 Metern über dem Meeresspiegel. Die Teammitglieder arbeiten in 8-Stunden-Schichten im Zelt bei minus 25 Grad Celsius. Zu Beginn erzielte das Team eine tägliche Bohrleistung von 30 Metern, doch ab einer Tiefe von 2000 Metern reduzierte sich dieser Wert auf 20 Meter pro Tag. Die Bohrkerne sind anfänglich 4,5 Meter lang, werden in 1-Meter-Stücke geschnitten, dokumentiert und vorübergehend gelagert.

Als das Team bemerkte, dass sie einen neuen Altersrekord erreicht hatten, wurde gefeiert. „Wir sind nicht gut ausgestattet mit Alkohol, aber es gab Prosecco,“ berichtet Laborantin Barbara Seth von der Universität Bern bei einer Medienveranstaltung.

Für Mitarbeitende wie Seth ist die Arbeit sogar anstrengender als für ihre männlichen Kollegen. Viele Einrichtungen im Camp sind auf größere Menschen ausgelegt. Die meisten weiblichen Forscher sind unter 1,70 Meter groß. Beispielsweise musste sie beim Fotografieren der einzelnen Eiskerne auf eine Transportbox steigen, da der Kameratrigger zu hoch für sie angebracht war. Solche Herausforderungen nimmt sie mit Humor.

Obwohl die Arbeit in der Antarktis herausfordernd ist, bleibt auch Zeit für Freizeitaktivitäten. Die Camp-Mitarbeiter verfolgen ihre Hobbys – sei es Lesen, Fotografieren oder Musizieren. Einige nutzen auch die Gelegenheit zum Skilanglauf oder Kitesurfen, da es reichlich Schnee gibt.

Das Bohren von Eis hat viele Tücken. Die Arbeiten finden immer im Sommer der Südhalbkugel statt, da es im Winter viel zu kalt wäre. In den letzten drei Jahren hat alles gut funktioniert. Dennoch kann es auch beim Bohren eines Eisbohrkerns zu Problemen kommen. Beispielsweise kann der Bohrer stecken bleiben – wie es bei einem früheren Projekt im Sommer 1998/99 der Fall war.

„In einer Tiefe von 700 Metern konnten wir den Bohrer nicht mehr befreien und mussten erneut bohren,“ erklärt Hubertus Fischer von der Universität Bern, der Schweizer Projektleiter des aktuellen EU-Projekts „Beyond Epica – Oldest Ice.“ Heutzutage gibt es Techniken, um einen Bohrer wieder freizubekommen, zum Beispiel mithilfe des Frostschutzmittels Glykol.

Auch beim Transport können Missgeschicke auftreten. Der Eisbohrkern wird zunächst in der Antarktis gelagert und dann in speziellen Kühlcontainern bei minus 50 Grad nach Europa verschifft. Falls die Kühlung versagt, würde das Eis schmelzen und wertvolle Informationen gingen verloren. „Das bereitet uns Bauchschmerzen,“ sagt Fischer.

Deshalb sind die Container mit zwei Kühleinheiten ausgestattet, und als Vorsichtsmaßnahme reist immer ein leerer Kühlcontainer mit. Zunächst geht der Kern in ein Lager in Bremerhaven. Im August werden die Kerne dann zur Universität Bern gebracht, wo sie weiter ausgewertet werden. Auch dort gibt es Backup-Einheiten.

Klimaforscher hoffen, dass der neue Eisbohrkern ein Rätsel löst, das sie lange beschäftigt: Vor 1,5 Millionen Jahren wurden die Eiszeiten alle 40.000 Jahre von einer Warmperiode unterbrochen. Danach jedoch kam es zu einer Veränderung, und Eiszeiten und Warmperioden wiederholten sich nur alle 100.000 Jahre.

Was diese Veränderung verursacht haben könnte, ist unklar. Waren es Treibhausgase? Waren es Meeresströmungen? Verschiedene Hypothesen kursieren in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Um herauszufinden, welche Theorie zutrifft, sind zusätzliche Daten erforderlich, um die Klimageschichte zu rekonstruieren. Der neue Eisbohrkern soll diese Daten liefern.

Viele europäische Forscher möchten an diesem Schatz der Klimaforschung teilhaben. Ein präziser wissenschaftlicher Plan verteilt die Messungen auf mehrere Gruppen: „Es gibt so viele Proben, dass wir sie nicht alle alleine in Bern messen können,“ erklärt Fischer. Die Messungen der Treibhausgase werden in einem Labor in Bern durchgeführt, teilweise – auch zur Qualitätssicherung – an der Universität Grenoble.

Zusätzlich zu den Treibhausgasen CO2 und Methan sind die Wissenschaftler aus Bern auch an Edelgasen wie Krypton, Xenon und Argon interessiert. Denn anhand dieser Gase kann man ermitteln, wie warm die Weltmeere in der Vergangenheit waren.

Es ist möglich, aus den Gasen Rückschlüsse auf die Vergangenheit zu ziehen, da ein Teil der Edelgase immer im Wasser der Erde gelöst ist – und das genaue Verhältnis hängt von der Wassertemperatur ab: Je kälter das Wasser, desto mehr Gase sind im Meer vorhanden. Entsprechend weniger Krypton, Xenon und Argon finden sich dann in der Luft und gelangen in die Luftblasen, die im Eis der Antarktis eingeschlossen sind.

Bei minus 258 Grad Celsius extrahieren die Forscher die Gase aus den Blasen im Eis und messen die Verhältnisse der Edelgase mit einem Massenspektrometer. Dies ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Durchschnittstemperatur der Weltmeere zu berechnen. Diese Erkenntnisse sollen dazu beitragen, das Rätsel der Übergänge zwischen Eiszeiten zu lösen.

Die einfachste Erklärung für das Rätsel der Eiszeiten lautet fol

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