Rekonstruktion antarktischer Gletscher vor ihrem Zusammenbruch anhand von 1.000 historischen Fotos
Gastautor 16. Juli 2024 |
Antarktis, Wissenschaft
Ryan North, Universität von Wollongong und Tim Barrows, UNSW Sydney
Im März 2002 kollabierte das Larsen-B-Schelfeis auf katastrophale Weise und ließ ein Gebiet von etwa einem Sechstel der Größe Tasmaniens auseinanderbrechen.
In einem Artikel, der letzte Woche in Scientific Reports veröffentlicht wurde, haben wir fast 1.000 Filmaufnahmen der Antarktis aus den 1960er Jahren verwendet, um genau zu rekonstruieren, wie fünf Gletscher Jahrzehnte vor dem Zusammenbruch des Larsen B-Schelfeises aussahen. So konnten wir ihren Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels genau berechnen.
Obwohl die Antarktis weit weg ist und veränderte Bedingungen dort weit entfernt erscheinen mögen, können die Veränderungen tiefgreifende Auswirkungen für uns alle haben. Der Abbruch eines Eisschelfs kann dazu führen, dass Gletscher schnell in den Ozean schmelzen und der globale Meeresspiegel steigt.
Nach einer Reihe von Jahren mit ungewöhnlich warmen Temperaturen brach das Larsen B-Schelfeis im Laufe einer Woche zusammen. Dies führte zu dramatischen Veränderungen bei den Gletschern, die früher in das Schelfeis flossen. Die Gletscher werden seither gründlich überwacht – aber vor 2002 gab es nur wenige Beobachtungen von ihnen.
Ein Archiv mit mehr als 300.000 historischen Bildern enthält jedoch eine unschätzbare Aufzeichnung dieser Gegend aus dem Jahr 1968 und half uns, den Unterschied zwischen damals und heute zu messen.
Gletscher beobachten
Eisschelfe sind dicke schwimmende Eiskörper, die an der Küste der Antarktis befestigt sind. Das Schmelzen eines Eisschelfs verursacht nicht direkt einen Anstieg des Meeresspiegels.
Schelfeis hält jedoch den Fluss der Gletscher zurück. Sobald die Eisschelfe entfernt werden, schmelzen die Gletscher schnell in den Ozean. Dadurch gelangt das Eis vom Land in den Ozean und der Meeresspiegel steigt.
Um genau vorhersagen zu können, wie die Gletscher der Antarktis auf den zukünftigen Klimawandel reagieren werden, ist es entscheidend zu verstehen, wie sie in der Vergangenheit reagiert haben. Aber einige Orte in der Antarktis sind so abgelegen, dass es fast unerschwinglich schwierig und teuer ist, dorthin zu gelangen und Daten zu sammeln.
Wissenschaftler greifen häufig auf Satelliten zurück, um Daten zu sammeln, da dies relativ billig und einfach ist. Die andauernde Wolkendecke auf der antarktischen Halbinsel kann jedoch die Satellitenbeobachtungen für den größten Teil des Jahres beeinträchtigen.
Das bedeutet, dass für viele Gebiete in der Antarktis die Beobachtungen selten und oft nur von kurzer Dauer sind.
Historische Fotografien sind ein unschätzbares Dokument
Zwischen 1946 und 2000 überflogen Kartographen der United States Navy fast jeden Winkel der Antarktis und nahmen dabei 330.000 hochwertige, großformatige Filmaufnahmen auf, um den Kontinent zu kartieren.
Die Scans der Fotografien wurden vom Polar Geospatial Center der Universität von Minnesota archiviert und stehen zum Download frei zur Verfügung. Diese Fotos sind so hochauflösend wie das, was viele moderne Satelliten aufnehmen können.
Wir haben genaue und realitätsnahe 3D-Modelle von fünf Gletschern im Larsen B-Gebiet mithilfe einer Technik namens Photogrammetrie erstellt. Bei der traditionellen Photogrammetrie werden zwei sich überlappende Fotos aus verschiedenen Winkeln verwendet, um eine 3D-Oberfläche zu erstellen – ähnlich wie unsere beiden Augen Objekte in drei Dimensionen wahrnehmen können.
Dank der Fortschritte in der Computertechnik können jetzt Hunderte von sich überlappenden Fotos relativ einfach kombiniert werden. Übereinstimmende Punkte in sich überschneidenden Fotos werden automatisch erkannt und ihre 3D-Position wird geometrisch berechnet. Aus einer Wolke von Millionen von übereinstimmenden Punkten kann dann eine genaue Gletscheroberfläche erstellt werden.
Identifizierbaren Merkmalen in den Bildern mit bekannten Koordinaten, wie nahegelegenen Berggipfeln oder einzigartig geformten Felsblöcken, kann dann ein GPS-Punkt zugewiesen werden, um das Modell zu skalieren.
Damals und heute
Nach einem Vergleich von fünf Gletschern in den Jahren 1968 und 2001 (letzteres nur wenige Monate vor dem Zusammenbruch) stellten wir fest, dass sie relativ unverändert waren.
Nach dem Zusammenbruch haben die Gletscher 35 Milliarden Tonnen Landeis verloren. Von einem großen Gletscher gingen 28 Milliarden Tonnen verloren: das entspricht etwa 0,1 mm des globalen Meeresspiegelanstiegs.
Das hört sich nicht nach viel an, ist aber das Ergebnis eines einzigen Gletschers aus einem einzigen Ereignis. Anders ausgedrückt: Es entspricht dem, was jeder einzelne Mensch auf der Erde zehn Jahre lang jeden Tag aus einer Ein-Liter-Wasserflasche kippt.
Diese Bilder waren wichtig, um die Gletscher in hoher Auflösung zu beobachten, Jahrzehnte bevor sie vom Zusammenbruch des Eisschelfs betroffen waren.
Ein neuer Rekord für die Antarktis
Mit der Beschleunigung des Klimawandels bedroht die Erwärmung der Atmosphäre und des Ozeans die verbleibenden Schelfeisflächen auf der antarktischen Halbinsel. Das historische Bildarchiv wird immer wichtiger, um die Aufzeichnung der Veränderungen zu erweitern und festzustellen, wie stark sich die Dinge verändern.
Die gleichen Bilder könnten verwendet werden, um andere Eisschelfe oder Gletscher, Veränderungen der Küstenlinien, Pinguinkolonien, die Ausbreitung der Vegetation oder sogar direkte menschliche Einflüsse zu untersuchen.
Das historische Bildarchiv ist eine unbezahlbare Ressource, die nur darauf wartet, erschlossen zu werden.
Ryan North, Doktorand in antarktischer Geomorphologie, Universität von Wollongong und Tim Barrows, Außerordentlicher Professor, UNSW Sydney
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative-Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.
