Schnelle Erosion von Gletschern aufgeklärt

In Polarregionen fliessen Gletscher langsamer, weil sie am Fels festgefroren sind, während sich in wärmeren Regionen ein Wasserfilm zwischen Eis und Fels bildet. Auch die Neigung des Untergrunds spielt eine Rolle. Warum aber die Erosion des Gesteins darunter unterschiedlich schnell abläuft, war für Glaziologen lange ein grosses Rätsel.

Das Team um Frédéric Herman von der Universität Lausanne hat mit Finanzierung des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) den Franz-Josef-Gletscher in Neuseeland auf seiner gesamten Länge kartiert, wie der SNF am Donnerstag mitteilte. Dieser alpine Gletscher von über 10 Kilometern Länge sei denen in der Schweiz ziemlich ähnlich, erklärte Herman.

Erosion von Graphit

Zum einen schätzten die Forscher die Bewegungsgeschwindigkeit der Gletscheroberfläche mittels stereoskopischer Satellitenbilder ein. Daraus liess sich die Flussgeschwindigkeit am Fels extrapolieren, die zwischen 30 und 300 Meter pro Jahr beträgt, wie die Forscher im Fachjournal "Science" berichten.

Die Erosion schätzten sie anhand des vom Eis zu Pulver zermahlenen Graphits ein, Kohlenstoff aus längst gestorbenen Organismen, das mit dem Wasser aus dem Gletscher fliesst. Aus diesen Daten liess sich eine Karte der Erosionsstärke unter dem Eis anfertigen.

Das Ergebnis zeigt, dass die Erosion nicht einfach proportional zur Kriechgeschwindigkeit des Gletschers ist, sondern von der Quadratzahl der Geschwindigkeit abhängt. Somit wirken sich wechselnde Einfüsse wie die Steilheit oder der Niederschlag überproportional stark auf die Erosion aus. Diese Resultate bestätigen ein 1979 vorgestelltes theoretisches Modell.

Somit sind schnell fliessende Gletscher die effektiveren Landschaftsgestalter als langsam fliessende. Ihre Resultate erklärten zum einen die riesige Bandbreite an Flussgeschwindigkeiten der Gletscher weltweit, schreiben die Forscher. Sie zeigten auch auf, warum die Eisströme im Quartär - den letzten 2,5 Millionen Jahren - die gebirgigen Landschaften in gemässigten Breiten viel stärker geformt haben als die Polarregionen.