03.05.2022 Auf Spurensuche am Falljökull

Forschungsteam der Universität Marburg analysiert den Kohlenstoff-Austritt an isländischem Gletscher

Islands Gletscher schmelzen - hier zu sehen ist eine Gletscherzunge der Vatnajökull-Eiskappe.

Wie alle globalen Eismassen schmelzen auch Islands Gletscher immer schneller – und bringen dabei Kohlenstoff zutage. Ein Forschungsteam vom Fachbereich Geographie der Universität Marburg wird in einem neuen, DFG-geförderten Forschungsprojekt intensive Messungen am Gletscher Falljökull in Island vornehmen. Das Ziel: ein besseres Verständnis für die Freisetzungsprozesse des Kohlenstoffs und damit auch verlässlichere Prognosen hinsichtlich des Klimawandels.

„Gletscher sind einzigartige Ökosysteme, die ganz wesentliche Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf haben können“, sagt Prof. Dr. Peter Chifflard vom Fachbereich Geographie der Philipps-Universität, der das Projekt leitet. In Gletschern auf der ganzen Welt wurde über Jahrtausende organischer Kohlenstoff gespeichert, der durch die Erderwärmung und die damit verbundene globale Gletscherschmelze an der Oberfläche freigesetzt wird. „Das wird wesentliche Folgen für das Weltklima haben. Das Problem ist, dass wir nach aktuellem Stand aber keine verlässlichen Aussagen darüber treffen können, wie viel Kohlenstoff tatsächlich austritt“, sagt Chifflard. Aktuelle Studien berücksichtigen lediglich punktuelle Proben und rechnen den Austritt des Kohlenstoffs dann mathematisch hoch. „Der Austritt von Kohlenstoff unterliegt aber tages- und jahreszeitlichen Schwankungen, die in diesen Modellen nicht berücksichtigt werden“, sagt Chifflard, der diesen Umstand gemeinsam mit seinem Forschungsteam ändern möchte.

Das Gletschertor des Falljökull, der Teil der größten Eiskuppe Europas ist – am Falljökull werden im Rahmen des Projektes über 1.200 Schnee- und Wasserproben entnommen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Marburg werden am Gletscher Falljökull in Island über 1.200 Eis-, Schnee- und Wasserproben entnehmen – und das zu verschiedenen Tages- und Jahreszeiten. Der Gletscher Falljökull ist Teil der Öraefajökull und der Vatnajökull-Eiskappe in Island, die größte Eiskappe außerhalb des Polargebiets und Europas. „Das Probenvolumen ist damit sowohl quantitativ als auch qualitativ deutlich umfangreicher als in bisherigen Studien“, sagt Chifflard. Bei der Probenentnahme kommen modernste Sonden zum Einsatz, die automatisch Faktoren wie die Wassertemperatur, elektrische Leitfähigkeit, Trübung oder den Wasserstand im Schmelzwasser direkt am Gletschertor ermitteln. Um Aussagen über zeitliche Muster, Prozesse und Prozesstreiber treffen zu können, kommen in der weiteren Analyse der Proben auch Methoden des maschinellen Lernens zum Einsatz.

Es gibt bereits ähnliche Untersuchungen zur Freisetzung von organischem Kohlenstoff in Alaska, den europäischen Alpen und Grönland – für Island aber bislang noch nicht. „Durch unsere Arbeit werden wir einen wichtigen Beitrag dazu leisten, eine Forschungslücke zum Wissen über die globale Gesamtmenge des freigesetzten Kohlenstoffs zu schließen“, sagt Chifflard. Es handelt sich also zum einen um Grundlagenforschung, die vertiefende Erkenntnisse zum Prozess des Austritts von Kohlenstoff erwirken soll – hinsichtlich der Konzentration, Zusammensetzung und Bioverfügbarkeit von Kohlenstoff sowie der Auswirkungen auf die Hydrologie des Gletschers. Zum anderen trägt das Projekt dazu bei, eine Grundlage für das Verständnis für die Dynamik des gletscherbedingten Kohlenstoff-Exports aufgrund von klimawandelbedingten Variationen in Gletscherschmelzprozessen zu schaffen. „So können wir Wechselwirkungen des Klimawandels mit der Freisetzung von Kohlenstoff aus Gletschern besser verstehen, die wiederum zu verlässlicheren Klimaprognosen beitragen“, sagt Chifflard.  

Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft

Das Projekt „Entschlüsselung der zeitlichen Variabilität der Konzentration und Zusammensetzung des glazialen organischen Kohlenstoffs zur Bestimmung des Kohlenstoffexports mittels Abflussseparation und maschinellen Lernverfahren (Falljökull, Island)“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit über 335.000 Euro für drei Jahre gefördert.