In einer bahnbrechenden Studie haben Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) eine innovative Methode entwickelt, um verborgene Risse und Spalten im Inneren von Gletschern zu identifizieren. Diese neue Technik nutzt ein Glasfaserkabel, das auf der Oberfläche des Gletschers verlegt wird, um detaillierte Informationen über die Struktur des Eises und die Stabilität des Gletschers zu gewinnen.
Die Forschung ist besonders relevant vor dem Hintergrund der jüngsten Gletscherabbrüche in den Alpen, wie dem tragischen Vorfall an der Marmolata im September 2023, bei dem sieben Bergsteiger ums Leben kamen. Solche Ereignisse verdeutlichen die Notwendigkeit, die Stabilität von Gletschern besser zu verstehen. Die Forscher betonen, dass nicht nur die sichtbaren Spalten an der Oberfläche, sondern auch die im Inneren des Eises versteckten Risse entscheidend für die Stabilität eines Gletschers sind. Diese inneren Strukturen machen etwa 8 Prozent des Eisvolumens im untersuchten Bereich aus, während 92 Prozent des Eises intakt sind.
Traditionell wurde zur Untersuchung des Gletscherinneren die Seismik eingesetzt. Dabei erzeugen Minibeben, die durch das Aufbrechen von Spalten im Eis entstehen, Wellen, die von Seismometern erfasst werden. Diese Methode hat jedoch Einschränkungen, da die räumliche Auflösung begrenzt ist und die Anzahl der einsetzbaren Seismometer aufgrund ihrer Kosten und der Komplexität der Installation auf Gletschern begrenzt ist.
Das neu entwickelte System mit einem Glasfaserkabel bietet eine kosteneffiziente und detaillierte Alternative. Das Kabel kann an ein Gerät namens Interrogator angeschlossen werden, das ein Lichtsignal in die Glasfaser einspeist. Wenn ein Minibeben auftritt, beispielsweise durch das Aufbrechen einer Spalte im Eis, kommt es zu einer minimalen Verformung der Glasfaser. Diese Verformung beeinflusst das zurücklaufende Lichtsignal und ermöglicht es den Forschenden, den Ursprung des Bebens zu lokalisieren und die Tiefe der Spalten zu bestimmen.
Die Forscher haben das Glasfaserkabel erfolgreich auf dem Gornergletscher im Wallis verlegt und konnten das Innenleben des Gletschers bis zu einer Tiefe von 25 Metern untersuchen. Sie waren überrascht, wie viele zuvor verborgene Spalten sie entdecken konnten. Diese Erkenntnisse sind entscheidend, da sie aufzeigen, dass die inneren Risse für die Stabilität eines Gletschers von großer Bedeutung sind. Die Studie hat gezeigt, dass die inneren Strukturen nicht immer von der Oberfläche aus sichtbar sind, was die Wichtigkeit der neuen Technik unterstreicht.
Die neue Methode könnte weitreichende Anwendungen finden. Sie ermöglicht nicht nur die Überwachung von instabilen Gletschern in den Alpen, sondern könnte auch auf Eisschilde in Grönland und der Antarktis angewendet werden. Durch die Kombination von Daten aus dem Inneren der Gletscher mit Satellitenbeobachtungen könnte ein umfassenderes Bild über die Stabilität und Dynamik dieser Eismassen entstehen.
Ein weiterer Aspekt der Forschung beschäftigt sich mit der langfristigen Entwicklung von Spalten und deren Auswirkungen auf die Gletscherbewegung. Wasser, das in die Spalten eindringt, kann als Schmiermittel wirken und die Bewegung des Eises beschleunigen. Dies hat globale Auswirkungen, insbesondere in Bezug auf den Anstieg des Meeresspiegels, da die großen Eisschilde in Grönland und der Antarktis entscheidend für den weltweiten Meeresspiegel sind.
Die ETH-Forschenden planen, ihre Technik weiter zu verfeinern und an verschiedenen Gletschern der Schweiz sowie an Eisschilden in anderen Regionen zu testen. Die Ergebnisse könnten nicht nur zur besseren Einschätzung der Stabilität von Gletschern beitragen, sondern auch zur Prognose von Veränderungen in den Eisschilden und deren Auswirkungen auf den Meeresspiegel.
Insgesamt stellt diese Forschung einen bedeutenden Fortschritt in der Gletscherforschung dar und könnte erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Gletscherstabilität und der globalen Klimaveränderungen haben.
