- Die von der Universität Kopenhagen geleitete internationale Forschungskooperation EGRIP hat nach sieben Jahren Bohrarbeiten das Grundgestein in 2670 m Tiefe unter dem Eisschild Ostgrönlands erreicht
- Es ist der erste Fall, in dem ein tiefer Eisbohrkern einen Eisstrom vollständig durchdrungen hat; dadurch lässt sich der gewaltige, zur Küste gleitende Eisfluss direkt analysieren
- Die Forschenden stellten fest, dass sich die gesamte 2670 m dicke Eismasse mit 58 m pro Jahr wie ein Block bewegt, über eine nasse Tonschicht fließt und das Eis am Boden schmilzt
- Der Eisbohrkern enthält Klimaaufzeichnungen der vergangenen 120.000 Jahre; das untere Eis reicht bis in die letzte Zwischeneiszeit zurück, als die Temperatur über Grönland 5 °C höher war als heute
- Da die Hälfte des Eisverlusts des grönländischen Eisschilds aus noch nicht ausreichend verstandenen Eisströmen stammt, können die Bohrergebnisse dazu beitragen, Modelle zur Vorhersage des Meeresspiegelanstiegs zu verbessern
EGRIP gelingt Bohrung durch einen Eisstrom
- Die von Eisbohrkern-Wissenschaftlern der Universität Kopenhagen geleitete internationale Forschungskooperation EGRIP hat ihr Ziel erreicht, an einer Forschungsstation in Ostgrönland bis zum Boden des Eisschilds zu bohren
- Nach sieben Jahren Bohrarbeiten durchdrang sie 2670 m dickes Eis und erreichte das Grundgestein
- Dieser Erfolg ist der erste Fall, in dem ein tiefer Eisbohrkern in einem Eisstrom, in dem gewaltige Eismassen zur Küste gleiten, vollständig erbohrt wurde
- Der am Boden geborgene Schlamm ist Material, das etwa 1 Million Jahre lang kein Licht gesehen hatte; da weißes Licht das Material des Eisbohrkerns beschädigen kann, wurde er unter rotem Licht geborgen
- Der letzte Eisbohrkern wurde sofort versiegelt und eingefroren und soll über den Kangerlussuaq Airport nach Dänemark transportiert werden
Wie sich das Eis bewegte
- Die Bohrergebnisse zeigen, dass sich der Eisstrom vom umgebenden, langsamer fließenden Eisschild löst und wie ein Fluss aus Eis strömt
- Gemessen wurde, dass sich die gesamte 2670 m dicke Eismasse wie ein einzelner Block mit 58 m pro Jahr bewegt
- Dieser Eisblock schwimmt auf einer nassen Tonschicht über dem Grundgestein; die Tonschicht wirkt wie Treibsand und ermöglicht es dem Eis, relativ ungehindert über das Grundgestein zu fließen
- Nahe dem Boden des Eisschilds wurden im Eis eingeschlossene Gesteine und Sand gefunden; Messungen zeigen außerdem, dass das Eis am Boden schmilzt
- Diese Beobachtungen können das grundlegende Verständnis der Eisbewegung verändern und zu einer Neukalibrierung von Klimamodellen führen
Die letzten 4 m und eine Krise mit der Ausrüstung
- Der letzte Eisbohrkern wurde am 21. Juli 2023 erbohrt
- Die letzten 4 m mussten wegen Kieseln im Eis mit einem Gesteinskernbohrsystem durchdrungen werden
- Als sich der Gesteinsbohrer im nassen Schlamm am Boden verfing, drohte die Situation, dass sowohl der letzte Kern als auch der Bohrer verloren gehen könnten
- Den Forschenden gelang es, den Bohrer herauszuziehen; nachdem sie den Eisstrom vollständig durchdrungen hatten, bestätigten sie Schlamm unter dem Eis
Eine 2670 m lange Klimaaufzeichnung
- Der gesamte Eisbohrkern ist eine 2670 m lange Aufzeichnung darüber, wie sich das Erdklima in den vergangenen 120.000 Jahren verändert hat
- Das Eis am Boden ist mehr als 120.000 Jahre alt und reicht bis in die letzte Zwischeneiszeit zurück
- Damals war die Lufttemperatur über Grönland 5 °C höher als heute
- Aufgrund der hohen Qualität des Eisbohrkerns erwarten die Forschenden, warme und kalte Perioden der 11.700 Jahre seit der letzten Eiszeit sowie menschengemachte Veränderungen durch menschliche Entwicklung dokumentieren zu können
- Die Analyse des letzten Eisbohrkerns beginnt im Herbst, wenn die Forschenden nach Kopenhagen zurückkehren
- Der EGRIP-Eisbohrkern wird im dänischen Eisbohrkern-Lager in Brøndby, einem Vorort von Kopenhagen, aufbewahrt; dort lagert auch der Großteil der tiefen Eisbohrkerne aus Grönland
- In früheren Jahren gebohrte Eisbohrkernproben wurden in mehr als 30 Laboren analysiert, und die ersten 53 Fachartikel wurden veröffentlicht
Mobiles Camp und Bohrtechnik
- Das EGRIP-Camp ist mobil ausgelegt
- Das Hauptgebäude „The Dome“ steht auf Skiern
- Die übrige Ausrüstung und Infrastruktur steht auf Schlitten
- Das gesamte Camp kann mit Kettenfahrzeugen zu neuen Bohrstellen auf dem grönländischen Eisschild gezogen werden
- Der Bohrgraben und der Wissenschaftsgraben werden unter dem Schnee angelegt
- Ein Ballon mit 5 m Durchmesser und 45 m Länge wird in einem 7 m tiefen Graben aufgeblasen
- Nachdem Schnee über den Ballon gelegt wurde, wird der Ballon einige Tage später entfernt, um Platz für die Bohrarbeiten und die Analyse der Eisbohrkerne zu schaffen
- Der in Dänemark hergestellte Bohrer ist mit einem neuen elektronischen Navigationspaket ausgestattet, das es den Bohrteams ermöglicht, die Neigung des Eisbohrers zu steuern und künftig wiederholte Kernbohrungen im selben Bohrloch vorzunehmen
Vorhersage des Meeresspiegelanstiegs und internationale Zusammenarbeit
- Der Verlust des grönländischen Eisschilds ist eine der Hauptursachen für den Meeresspiegelanstieg und dürfte mit weiter steigenden Temperaturen in Grönland zunehmen
- Die Hälfte dieses Verlusts stammt aus Grönlands Eisströmen, deren Verhalten jedoch noch nicht ausreichend verstanden ist
- Wissen darüber, wie sich Eisströme bewegen, ist wichtig, um den künftigen Meeresspiegelanstieg zu verstehen und Vorhersagen zu verbessern
- Die Beobachtung, dass das Eis nicht abbricht, sondern als Block über Schlamm gleitet, kann durch neu kalibrierte Modelle zu besseren Meeresspiegelprognosen beitragen
- EGRIP ist ein internationales Projekt mit Beteiligung von 12 Ländern
- Die teilnehmenden Länder sind Denmark, United States, Germany, Japan, Norway, Switzerland, China, Canada, France, South Korea, United Kingdom und Sweden
- Die Logistik übernehmen die University of Copenhagen und die US National Science Foundation
- Von mehr als 600 Teilnehmenden vor Ort waren 40 % junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die im internationalen Forschungsumfeld von EGRIP ausgebildet wurden
- Denmark ist mit 55 % des Projektbudgets der größte Partner
- Weitere Informationen gibt es auf der EGRIP homepage; die Publikationsliste steht unter EGRIP Publications
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Ein wichtiges Projekt. Man könnte scherzen, dass man doch einfach zwei Jahre warten und das Eis schmelzen lassen könne, wenn man den Schlamm unter dem Eis sehen will. Entscheidend ist aber Dorthe Dahl-Jensens Aussage im Artikel: Es werde „unser grundlegendes Verständnis davon, wie sich Eis bewegt, neu definieren und damit Klimamodelle verändern“
Ein erheblicher Teil der Klimawissenschaft, vielleicht sogar der größte, besteht darin, Modelle zu erstellen – meist Differentialgleichungen –, die die „Reaktion auf Einflüsse“ der großen Komponenten beschreiben, aus denen das Erdklima entsteht. Je besser die Modelle werden, desto besser lässt sich abschätzen, was als Nächstes passiert; besonders wichtig ist das bei Systemen, deren Eingangsvariablen man nicht beliebig kontrollieren kann
Eine der großen Unbekannten ist: „Wo entstehen Wolken?“ Das ergibt sich aus dem Verständnis, wie viel Feuchtigkeit Luft je nach Temperatur halten kann: Steigende Temperaturen lassen die Luft mehr Wasser aufnehmen, und Wasser ist die Grundlage für Wolkenbildung. Tiefe Wolken erhöhen die Albedo und senken damit die Temperatur; hohe Wolken wirken wie eine halbdurchlässige Spiegelfläche, die vom Boden reflektiertes Licht wieder nach unten zurückwirft und ihm eine weitere Chance gibt, Wärme zu erzeugen
Ein großer Teil der IPCC-Arbeit ist in MATLAB umgesetzt[1,2]. Mit einer ausreichend leistungsfähigen Workstation kann man also selbst mit verschiedenen Anfangsbedingungen und Einstellungen experimentieren und Zukunftsszenarien durchspielen
Wie auch immer die ferne Zukunft aussieht: In der nahen Zukunft bleibt unverändert, dass heftigere Stürme kommen. Denn Stürme beziehen ihre Energie aus Temperaturunterschieden zwischen Luft, Land und Meer
Persönlich finde ich interessant, dass es kein gutes Modell dafür gibt, wie Eiszeiten beginnen. Es gibt Arbeiten, denen zufolge Erwärmung ab einem bestimmten Schwellenwert Wolken bilden und eine Abkühlung ähnlich einem „nuklearen Winter“ ohne Nuklearwaffen auslösen könnte. Aber seit die Forschung zum nuklearen Winter deutlich ausgefeilter geworden ist, wirkt dieses Szenario nach dem, was heute veröffentlicht wird, insgesamt eher unwahrscheinlich. Turcos Arbeit[3] und Texte, die sie zitieren, sind ein guter Ausgangspunkt. Rauch und Ruß sind keine Wolken, daher passt der Vergleich nicht perfekt, aber die Akkumulation und Ausbreitung abschirmender Stoffe in der Atmosphäre selbst ist solide beschrieben
[1] Teile des Codes und Informationen, die zur Erstellung von Grafiken im IPCC-Bericht verwendet wurden -- https://github.com/IPCC-WG1/Chapter-9
[2] Werbung von Mathworks für eine Toolbox zu Klimadaten -- https://www.mathworks.com/discovery/climate-stress-testing.h...
[3] Climate and Smoke: an Appraisal of Nuclear Winter -- https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.11538069
Alle Wolken sind weiß und reflektieren tagsüber Sonnenlicht ins All, wodurch sie die Erde kühlen. Gleichzeitig verhalten sich alle Wolken im Infrarotbereich nahezu wie schwarze Körper; die Menge an Energie, die sie im Infrarot abstrahlen, wird also durch die Wolkentemperatur bestimmt. Kältere Wolken geben weniger Energie ab
Fast alle Wolken sind kälter als die Oberfläche darunter, deshalb gelangt bei bewölktem Himmel weniger Infrarotenergie ins All als bei klarem Himmel. Das verringert die Energie, die die Erde ins All abstrahlt, und erwärmt damit das Klima
Hohe Wolken sind kälter als tiefe Wolken, daher ist ihr Erwärmungseffekt stärker. Kurz gesagt: Tiefe Wolken kühlen netto, weil sie Sonnenlicht reflektieren und nicht viel Infrarotstrahlung zurückhalten; hohe Wolken erwärmen netto, weil ihr Einfangen von Infrarotstrahlung stärker ist als die Abkühlung durch reflektiertes Sonnenlicht
Die Aussage „in der nahen Zukunft kommen heftigere Stürme“ stimmt bis zu einem gewissen Grad, braucht aber viel Nuance. Insbesondere wird der Temperaturgradient zwischen den Polarregionen und dem Äquator durch die arktische Verstärkung eher schwächer. Wer zur Theorie eines Corona-Laborlecks neigt, könnte hier vielleicht einhaken und sagen: „Dann ergeben Extremstürme keinen Sinn.“ Tatsächlich werden aber Rossby-Wellen, also Wellen in der oberen Atmosphäre, stärker mäandrierend. Das bedeutet, dass die durch CO2-Erwärmung hinzugekommene Energie zu stärkerem Transport und größerer Variabilität führt – nicht, dass sie immer größere Gradienten erzeugt. Natürlich können auch die Gradienten manchmal extrem sein
Klima ist letztlich eine Frage von Zeit- und Raumskalen. Wenn man viel CO2 in die Atmosphäre bringt, geraten beide durcheinander
Außerdem möchte ich darauf hinweisen, dass dies nicht der erste Kern ist, der bis zum Grund des grönländischen Eisschilds gebohrt wurde. Auch nicht der zweite. Einige Kommentare scheinen das anzudeuten. Wissenschaftskommunikation, die so berichtet oder ankündigt und dabei Kontext weglässt, finde ich nicht gut. Natürlich ist es wichtige Arbeit, aber es ist Forschung, die an mehrere frühere Tiefbohrkern-Experimente anschließt und sie verbessert. Von früheren Kernen gibt es noch viele Proben. Das ist sehr lohnende und wichtige Forschung, und ich hoffe, dass sie neue wesentliche Erkenntnisse liefert, aber sie baut auf erheblicher Vorarbeit auf[1]. Der Titel ist unklar, sodass Außenstehende oder die Öffentlichkeit diesen Punkt schwer verstehen könnten
Und wenn ich noch etwas bissig sein darf: Der MATLAB-Code des IPCC ist ein Verbrechen an der Menschheit, und Mathworks hasse ich wirklich
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210315165639.h...
Man kann dabei an die Wellen-/Teilchenexperimente mit Licht denken. Auf glazialen und geologischen Skalen existieren sie als physische Ansammlungen von Teilchen, aber ihre Bewegung ähnelt eher einer Welle. Das Material innerhalb der gesamten Masse hängt und liegt entsprechend der Art und Weise, wie es als Teilchen eingeschlossen wurde; die Eigenschaften der Gletschermasse können jedoch so erscheinen, als verhielten sie sich wie Flüssigkeitswellen
Wenn man also den Zeitplan des Gletscherflusses kennt, lässt sich vielleicht auch vorhersagen, wo der partikelreichste Gletscherschlamm festgehalten wird – also wo sich Mineralien oder biologische Rückstände befinden, die bei bestimmten Ereignissen mitgerissen wurden
Ich frage mich, wie man an Jobs in der Feldforschung kommt. Also solche Tätigkeiten, bei denen man mit Sensoren arbeitet, aber auch draußen im Einsatz ist und anschließend Analysen durchführt.
Interessanter Punkt: „Das Eis nahe dem Boden ist über 120.000 Jahre alt und reicht bis in die letzte Zwischeneiszeit zurück, als die Lufttemperatur über Grönland 5 °C wärmer war als heute“
Sie zeigt, wie ungewöhnlich die Prognose eines Anstiegs der Durchschnittstemperatur um 2 bis 3 Grad ist, obwohl wir nach dem erwarteten Verlauf eigentlich in eine neue Eiszeit eintreten müssten. Im Ergebnis schießen wir auf eine Hitze zu, wie sie in der Vergangenheit nicht zu sehen war
https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_prehistory
Das Klima des Eem gilt als wärmer als das heutige Holozän. Milanković-Zyklen – also damals andere Parameter der Erdumlaufbahn, etwa eine stärkere Neigung der Erdachse, höhere Exzentrizität und eine veränderte Lage des Perihels – haben sehr wahrscheinlich für größere saisonale Temperaturschwankungen auf der Nordhalbkugel gesorgt. In den Sommern der Nordhalbkugel lagen die Temperaturen in der Arktis etwa 2 bis 4 °C höher als 2011
Damals wanderten Flusspferde bis an Rhein und Themse nach Norden; die Grenze zwischen Grasland und Wald in den Great Plains der USA lag nicht nahe dem heutigen Dallas, sondern weiter westlich in der Nähe von Lubbock, Texas; und der Höchststand des Meeresspiegels lag wahrscheinlich 6 bis 9 m über dem heutigen Niveau
https://en.wikipedia.org/wiki/Eemian
Die Schlussfolgerung ist, dass wir schnell großskalige CO2-Abscheidung brauchen. Selbst wenn wir Netto-Null erreichen, dauert es Tausende von Jahren, bis CO2 wieder auf vorindustrielles Niveau sinkt
Außerdem muss man sich nicht allein auf das „vorindustrielle Niveau“ selbst fokussieren; der Punkt ist, dass die heutige Konzentration zu hoch ist und so schnell wie möglich gesenkt werden muss
Ich kann kaum glauben, dass sie kein Foto eines Lochs gezeigt haben, das wie 10 m Durchmesser und 2,7 km Tiefe aussieht
Auf dem Foto des endgültigen Eiskerns[1] sieht man, wie klein das echte Bohrloch ist
[1] https://science.ku.dk/english/press/news/2023/pay-dirt-for-i...
Wenn man einen guten Weg findet, 10 km und mehr hier und da günstig zu verkaufen, gibt es viel zu holen. Der Mantel ist über 2000 km dick, und selbst die tiefsten Minen reichen nur etwa 3 bis 4 km hinab
Auf diese Weise ließe sich enorme Wärme gewinnen, und vielleicht könnte man es sogar für die Müllentsorgung nutzen. In Master Of Orion 2 gab es Deep Core Mines und Core Waste Dumps; vielleicht ist das der Weg
Dort sieht man, dass das eigentliche Loch etwa 10 cm Durchmesser hat, und auch den tatsächlichen Bohrplatz unter dem Schnee
Wenn dich das Bohren großer Löcher für wissenschaftliche Forschung interessiert, ist im Zusammenhang mit Erdbeben und Tsunamis https://usoceandiscovery.org/wp-content/uploads/2016/06/Casc... lesenswert
Kurz gesagt: Geophysikalische und hydrologische Observatorien in versiegelten Bohrlöchern sind ein leistungsfähiges Werkzeug, um die Hydrologie von Krustenformationen zu verstehen; sie ermöglichen die Messung hydrologischer Signale aus Änderungen der Volumendeformation und bieten stabile Standorte für hochwertige seismische und geodätische Instrumente
Diese Daten sind für sich genommen nützlich, aber auch dann, wenn man sie mit anderen Forschungen korreliert. Ein Beispiel ist das schwere Erdbeben vor rund 400 Jahren vor der Küste des pazifischen Nordwestens der USA (https://en.wikipedia.org/wiki/1700_Cascadia_earthquake) und der entsprechende Tsunami in Japan
Nachgerechnet ergibt das eine Geschwindigkeit von etwa 4,3 cm pro Stunde. Kann jemand erklären, warum dieser Prozess so lange dauert?
Ein antarktisches Beispiel mit fast derselben Bohrtiefe ist EPICA am Dome C, das 8 Zwischeneiszeiten zeigt[0]
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/European_Project_for_Ice_Corin...
Auch ein Design für einen eis-schmelzenden Slurry-Bot scheint möglich. Der Außendurchmesser des Bohrlochs würde per Wärme oder Laser geschmolzen, Laser/Wärme würden kegelförmig nach vorn vor das Bohrgerät gerichtet, und das zentrale Rohr bliebe unter Vakuum, um den geschmolzenen Slurry abzusaugen.
Wäre es theoretisch möglich, ein 120.000 Jahre altes tiefgefrorenes Tier mit intakter DNA zu finden?
Dabei handelte es sich nicht wirklich um ein „tiefgefrorenes Tier“; vielmehr war alles bis zu einem gewissen Grad vermischt, sodass die verbliebenen Fragmente mit bestehenden Sequenzen verglichen werden mussten.
https://www.nytimes.com/2022/12/07/science/oldest-dna-greenl...
[0] https://www.theguardian.com/world/2012/feb/21/russian-scient...
Menschen sind großartig. Man beschließt irgendwie, mit dem Bohren anzufangen, und treibt sieben Jahre lang ohne aufzugeben Geld auf.
Wir sind verrückte, aber interessante Lebewesen.