Während eines Teils des Sommers in Teilen der Antarktis schmilzt das Eis zu einem sumpfigen, matschigen Eintopf und gefriert wieder, wenn die Temperaturen steigen und fallen. Während es schmilzt, erzeugt es Hunderttausende winziger kleiner "Eisbeben".
Jetzt haben Wissenschaftler das tägliche Muster dieser Miniaturzittern mit denselben Seismographen erfasst, mit denen Erdbeben erfasst wurden. Sie stellen fest, dass die Eisbeben plötzlich verursacht werden einrasten von gefrorenen Eisfilmen, die Teichbecken bedecken.
"In diesen Teichen befindet sich oft eine Eisschicht auf geschmolzenem Wasser, wie man bei einem See sieht, der nur oben gefroren ist", sagte der Glaziologe Douglas MacAyeal von der Universität Chicago in einer Erklärung. "Wenn die Temperatur nachts abkühlt, zieht sich das Eis oben zusammen und das Wasser unten dehnt sich aus, wenn es gefriert. Dadurch wird der obere Deckel verzogen, bis er schließlich mit einem Druckknopf bricht."
Schluss machen
MacAyeal und sein Team interessierten sich für den täglichen Rhythmus des Eises, da wenig über die Mechanik des Aufbrechens einer großen Eisdecke bekannt ist. Solche Auseinanderbrechen sind in der Antarktis in den letzten Jahrzehnten mehrfach aufgetreten. Das Larsen C-Schelfeis kalbte 2017 einen riesigen Eisberg in das Weddellmeer. Das nahe gelegene Larsen B-Schelf stürzte 2002 unerwartet ein. Wenn schwimmende Eisplatten zusammenbrechen, tragen sie nicht direkt zum Anstieg des Meeresspiegels bei, da sie sich bereits in einem befanden Meeresumwelt. Aber sie lassen die landgebundenen Gletscher hinter den Eisplatten schneller fließen und schmelzen Schmelzwasser ins Meer.
Die Forscher waren auch daran interessiert, Seismometer zu testen, um das schmelzende Eis zu überwachen. Sie setzten zwei in der Nähe der McMurdo Station am Rande des McMurdo-Schelfeises ein. Eine Seismometerstation befand sich an einem trockenen Ort, an dem die Oberfläche mit Firn bedeckt war. Der Schnee der Vorjahre härtete langsam aus und verdichtete sich zu Gletschereis. Der andere wurde an einen feuchten, sumpfigen Ort gebracht, an dem das Eis verfault und teilweise geschmolzen war. An der feuchten Stelle wurde die Oberfläche häufig mit einer dünnen Eisschicht über Matsch- und Schmelzwasserbecken bedeckt, die groß genug waren, um einen Erwachsenen zu schlucken.
Die Instrumente zeichneten zwischen November 2016 und Januar 2017 an diesen beiden Stationen Zittern auf.
Schnappt und knallt
Die Muster an den beiden Stellen hätten unterschiedlicher nicht sein können. Die Trockenstation war seismisch friedlich. Die einzigen dort festgestellten Erschütterungen waren mit dem Fahrzeug- oder Schiffsverkehr um die McMurdo Station verbunden.
An der Nassstation nahmen die Seismographen jedoch Hunderttausende winziger Erdbeben auf, manchmal Tausende in einer Nacht. Diese Beben lagen im Allgemeinen unter der Stärke von 2,5, bei der Zittern für Menschen spürbar wird, obwohl Menschen in der Antarktis laut US Geological Survey manchmal das Knacken des Eises hören. Seltsamerweise folgten die Erdbeben einem täglichen Muster. Ihre Häufigkeit nahm jeden Abend für ein paar Stunden zu.
Die Forscher dachten, die täglichen Bebenspitzen könnten mit den Gezeiten zu tun haben, aber eine Diskrepanz schloss diese Vorstellung aus. Am 30. November 2016 kam es nicht zu einem Anstieg der Eisbeben. Als die Forscher die tägliche Temperatur über den Untersuchungszeitraum verfolgten, stellten sie fest, dass die Bebenpeaks mit Perioden abfallenden Quecksilbers korrespondierten. Am 30. November kam es einfach so vor, dass sich die Temperatur im Laufe des Abends erwärmte, anstatt sich abzukühlen.
Was wahrscheinlich passiert, sagte MacAyeal, ist, dass wenn die Luft kälter wird, die matschigen, schmelzenden Teiche unter der dünnen Schicht des Oberflächeneises anfangen zu gefrieren. Wenn sie gefrieren, dehnen sie sich aus und üben Druck auf das Oberflächeneis aus. Schließlich schnappt das Oberflächeneis wie ein Kartoffelchip und sendet winzige, für den Menschen nicht nachweisbare Erschütterungen entlang der Oberfläche aus.
Diese Ergebnisse in kleinem Maßstab sind faszinierend, sagte MacAyeal, da bei kaltem Wetter mehr Eisberge von Eisschelfs abkalben als bei wärmerem Wetter.
"Vielleicht geschieht dies in längeren, langsameren Maßstäben", sagte er.
