23.04.2019 13:32
Quelle: schweizerbauer.ch - sda
Klima
Neue Messmethode für Gletscher
Mit einer neuen Messmethode lässt sich das Alter von Gletschereis präzise ermitteln. Der Ansatz beruht auf einer aus der Quantenphysik stammenden Herangehensweise. Die Wissenschaftler wollen damit neue Informationen über die Klimageschichte Europas sammeln.

Gletscher fungieren als Speicher für Informationen über das Klima früherer Zeiten. Um dieses Archiv zu lesen, müssen die Daten allerdings zeitlich genau zugeordnet werden. In einem Pilotprojekt untersuchten Andrea Fischer und Pascal Bohleber von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Innsbruck in Kooperation mit Physikern der Uni Heidelberg Eis vom Gletscher Schaufelferner in den Stubaier Alpen mit ihrer neuen Ansatz. 

Dabei ging es darum, prinzipiell herauszufinden, ob sich die in Heidelberg entwickelte sogenannte Atomfallenmethode zur Messung von Argon-39 auch zur Feststellung des Alters von Gletschereis eignet. Von ihren Ergebnissen berichten die Forschenden im Fachblatt «PNAS».

Das Isotop Argon-39 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 269 Jahren und findet sich nur sehr spärlich im Eis. Pro Kilogramm Eis seien typischerweise nur einige tausend bis zehntausend solcher Atome enthalten. Für eine Altersbestimmung mit bisherigen Methoden über dieses Isotop wären daher mehrere Tonnen Eis notwendig gewesen - was in der Praxis kein gangbarer Weg ist.

In die Atomfalle gelockt

Um die wenigen Argon-39-Vertreter zu detektieren, werden diese mit einem Trick aus der Quantenphysik in eine sogenannte Atomfalle gelockt. Die Forscher machen es sich zunutze, dass verschiedene Isotope auf leicht unterschiedliches Laserlicht ansprechen. Im Fall der Pilotstudie wurde das Licht so eingestellt, dass nur das Argon-39 abgebremst und registriert wird und alle anderen Isotope die Atomfalle ungehindert passieren.

Für die Wissenschaftler ist nun klar: «Das Ding funktioniert, es ist technisch machbar», sagte Fischer im Gespräch mit der Nachrichtenagentur APA. In Folgeprojekten gehe es darum, den Fehlerbereich auszutesten. Funktionieren sollte die Methode ungefähr 1000 Jahre in Retrospektive. «Wir kommen hier in ein sehr interessantes Klimazeitfenster hinein, das sehr turbulent abgelaufen ist», so die Gletscherforscherin. Bisher habe man dieses aus der Sicht der glazialen Archive überhaupt nicht erschliessen können.

Vor allem über den Ablauf der Kleinen Eiszeit (ungefähr 1250 bis zum Jahr 1850) lasse sich mit dem neuen Ansatz, der eine Datierung kleinerer Eismengen auf wenige Jahrzehnte genau erlaubt, in Zukunft hoffentlich mehr herausfinden. «Im Prinzip wissen wir über diese kleinskaligen Phänomene in den Alpen kaum etwas», sagte Fischer. Aus dem einstigen Zusammenspiel von Klima, Geologie und Ökosystemen lassen sich dann hoffentlich aufgrund «harter Daten» aus dem Gletschereis auch Erkenntnisse über die bevorstehenden Änderungen durch die Klimaerwärmung ableiten, sagte die Glaziologin.

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