Die Antarktis ist das größte Eisreservoir der Erde. Das Verständnis der Dynamik des Eisschildes und der geothermische Wärmefluss in den Polarregionen sind entscheidend zur Erkundung von Klimawandel in der Vergangenheit und für die Vorhersage zukünftiger Eis- und Meeresspiegel-Änderungen. Die beobachtete Eisschmelze in der Antarktis wird bislang mit dem vom Menschen verursachten Klimawandel begründet.
Doch bereits vor vier Jahren berichtete EIKE über Hot Spots unter dem Eis [1]. Ein internationales Team erstellte eine Graphik mit hoher Auflösung des so genannten „geothermischen Wärmeflusses“ an der Basis des antarktischen Eisschildes. „Von allen grundlegenden Parametern über Auslöser von Änderungen und Steuerung des Eisflusses ist der geothermische Wärmefluss der am wenigsten bekannte“, heißt in dem Bericht. Eine unerwartete Entdeckung, die die Forscher bei der Überwachung der klimatischen Bedingungen in der Antarktis überraschte (Abb.1).
Direkte Messungen des Wärmeflusses in der Antarktis mit der bis zu 4 km dicken Eisplatte sind schwierig. Bis jetzt wurden Karten des Wärmeflusses für den gesamten Kontinent nur aus magnetischen und seismologischen Daten von Satelliten mit geringer Auflösung abgeleitet.
Die von Flugzeugen über dem Kontinent ausgeführten Messungen „enthüllten“ die ,Hot Spots‘ unter dem westantarktischen Eisschild (WAIS) und der Antarktischen Halbinsel. Diese Gebiete sind die sich am schnellsten ändernden Gebiete des antarktischen Eisschildes, wozu die Gletscher Thwaites und Pope gehören.
Eine weitere weitgehend unerforschte geologische Besonderheit ist das Westantarktische Risssystem. Dabei handelt es sich um einen Streifen mit 137 Vulkanen, von dem angenommen wird, dass es sich über mehr als 3.000 km über dem antarktischen Kontinent erstreckt. Unterhalb des Risses drückt Magma in die „Nähe“ der Oberfläche. Über vulkanische Aktivität ist bislang wenig bekannt [2].
Über neueste Ergebnisse des geothermischen Wärmeflusses wird in Nature [3] berichtet. Indirekte Schätzungen auf kontinentaler Ebene haben oft eine geringe räumliche Auflösung und ergeben die größten Diskrepanzen in der Westantarktis. Mittels einer Curie-Tiefenanalyse [4] und einer neuen Zusammenstellung des magnetischen Anomaliegitters schätzten die Forscher Ricarda Dziadek et.al. den geothermischen Wärmefluss im Amundsenmeer der Westantarktis ab. Dabei zeigte sich, dass insbesondere die sich schnell zurückziehenden Thwaites- und Pope-Gletscher von Gebieten mit weitgehend erhöhtem geothermischem Wärmestrom unterlagert werden, was mit der tektonischen und magmatischen Geschichte des westantarktischen Grabenbruchs in dieser Region zusammenhängt. Die Ergebnisse deuten ferner darauf hin, dass das Verhalten dieses anfälligen Sektors des westantarktischen Eisschildes stark an die Dynamik der darunter liegenden Lithosphäre (Erdkruste und äußersten Teil des Erdmantels) gekoppelt ist.
Fazit
Wie auch die vulkanische Tätigkeit unter dem Grönlandgletscher wurden geothermische Wärmeflüsse an der Basis des antarktischen Eisschildes wissenschaftlich bestätigt. Der Schluss liegt nahe, dass diese Wärmeflüsse mit zum Abschmelzprozess von Teilen des Eisschildes beitragen und eben nicht der Klimawandel allein dafür ursächlich ist.
[3] https://www.nature.com/articles/s43247-021-00242-3
[4] Die Curie-Tiefe wird als Proxy für den geothermischen Wärmefluss betrachtet, da sie die Tiefe bis zum Boden einer magnetischen Quelle in einer ersten Annäherung an die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung in Krustengesteinen darstellt.