Bohrkampagne erreicht eine Tiefe von 808 Metern im antarktischen Eisschild

In der Antarktis wurde die zweite Bohrkampagne des Projekts „Beyond EPICA – Oldest Ice“ am abgelegenen Standort Little Dome C erfolgreich abgeschlossen. Dieses Projekt ist eine beispiellose Herausforderung für paläoklimatologische Studien und sein Ziel ist es, 1,5 Millionen Jahre in der Zeit zurückzugehen, um vergangene Temperaturen und Treibhausgaskonzentrationen durch die Analyse eines Eisbohrkerns zu rekonstruieren, der aus den Tiefen der Eisdecke entnommen wurde.

Das Projekt hat eine Laufzeit von sieben Jahren (Start 2019) und wird von Carlo Barbante, Direktor des Instituts für Polarwissenschaften des Nationalen Forschungsrates (CNR-ISP) und Professor an der Universität Ca‘ Foscari in Venedig, koordiniert. Für dieses Projekt gibt es zwölf Forschungszentren als Partner aus zehn europäischen und außereuropäischen Ländern. Für Italien gibt es neben dem CNR und der Universität Ca‘ Foscari die Nationale Agentur für neue Technologien, Energie und nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung (ENEA), die sich die Leitung des logistikbezogenen Arbeitsmoduls mit dem französischen Polarinstitut (IPEV) teilt ).

Von Ende November 2022 bis Ende Januar 2023 erreichte das internationale Team in fast sieben Wochen Arbeit eine Tiefe von 808,47 Metern. In dieser Tiefe bewahrt das Eis Informationen über das Klima und die Atmosphäre der letzten 49.300 Jahre. Trotz unvorhergesehener Rückschläge und Reparaturen am Bohrsystem sowie Verzögerungen aufgrund schlechter antarktischer Wetterbedingungen arbeitete das Team zwei Monate lang hart daran, dieses wichtige Zwischenergebnis dennoch zu erreichen.

Zunächst erschwerten die Wetterbedingungen bei Little Dome C die Wiedereröffnung des Feldes und verzögerten die Ankunft des Teams, aber die Organisation der Arbeit in zwei Schichten erwies sich als erfolgreich, um die Bohrarbeiten 16 Stunden am Tag ohne Unterbrechung fortzusetzen. Das endgültige Ziel des Projekts ist es, eine Tiefe von etwa 2.700 Metern zu erreichen, was der Dicke der Eisdecke unter Little Dome C entspricht, einem 10 Quadratkilometer großen Gebiet auf 3.233 Metern über dem Meeresspiegel, 34 Kilometer von der französisch-italienischen Station entfernt Concordia, einer der extremsten Orte der Erde.

„Diese Saison war intensiv, hat aber dank der gigantischen Anstrengungen des Teams erstaunliche Ergebnisse gebracht: Sie haben zwei Monate lang unermüdlich im Little Dome C-Camp gearbeitet. Sie haben zuerst die Ausrüstung getestet und sind dann in die bemerkenswerte Tiefe von 808 Metern vorgedrungen und haben hoch gesammelt hochwertige Eisbohrkerne. Dies wird der Ausgangspunkt für die nächste Beyond EPICA-Bohrsaison sein“, sagte Carlo Barbante, Projektkoordinator, Direktor des Instituts für Polarwissenschaften des Italienischen Nationalen Forschungsrates (CNR-ISP) und Professor am Ca‘ Foscari Universität Venedig.

Sobald der Standort erreicht war, bestand das erste Ziel des Teams darin, die Installation des Tiefeisbohrsystems abzuschließen und es fein abzustimmen, um die in der vorherigen Kampagne begonnenen Bohrarbeiten fortzusetzen. Das Bohrsystem des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) wurde an die Eisbedingungen angepasst, um mit 3,5 m langen Bohrrohren die beste Konfiguration für Tiefeisbohrungen zu erreichen. Das dänische Bohrsystem wurde als Backup-System verwendet, um die Extraktionsarbeiten für Eiskerne fortzusetzen, während die Ingenieure Probleme mit dem AWI-Bohrer ausbügelten.

In den letzten Arbeitstagen wurden 4,5 m lange Bohrrohre getestet, und das Ergebnis war unerwartet erfolgreich: Ein einzelner 4,52 m langer Eiskern wurde gewonnen, der längste, der jemals im Rahmen eines europäischen Projekts gebohrt wurde.

„Dies ist eine bedeutende Errungenschaft für das AWI-Bohrsystem: Dies ist der längste Kern, der jemals von einem europäischen Projekt gebohrt wurde. Seine Bedeutung liegt in der Tatsache, dass in größeren Tiefen, in denen die Zeit zum Herunter- und Heraufwinden des Bohrlochs schrittweise zunimmt, in der Lage ist Längere Kerne in jedem Durchlauf zu gewinnen bedeutet, dass wir mit den Bohrungen schneller vorankommen und die Zeit verkürzen sollten, die benötigt wird, um das Grundgestein und das älteste Eis zu erreichen“, erklärte Rob Mulvaney, leitender Wissenschaftler für diese Beyond EPICA-Bohrsaison und Professor an der britischen Antarktis Survey (BAS), und Frank Wilhelms, Chief Driller für diese Beyond EPICA-Saison und Professor am AWI, im 47. Lagebericht vom Feldlager Little Dome C geschickt.

In diesem Jahr wurden auch die ersten 217 Meter des Eiskerns von Beyond EPICA im Cold Lab der Concordia Station bearbeitet, Beobachtungen an den Kernen gemacht und ihre Leitfähigkeitsparameter gemessen sowie die ersten Schnitte durchgeführt. Ein Teil dieser Eisbohrkerne wird zur Analyse in europäischen Labors nach Europa transferiert.

Ein kostbarer „Eiskern“

Im Eis ist das Klima und die Umweltgeschichte unseres Planeten archiviert, das somit Informationen über die Temperaturentwicklung und die Zusammensetzung der Atmosphäre aus Jahrhunderten und sogar Hunderttausenden von Jahren preisgeben kann. Forscher können so den Gehalt an Treibhausgasen wie Methan und Kohlendioxid in der Atmosphäre der Vergangenheit abschätzen. Diese Erkenntnisse können sie dann mit der Temperaturentwicklung verknüpfen.

„Wir glauben, dass dieser Eiskern uns Informationen über das vergangene Klima und die Treibhausgase in der Atmosphäre während des Übergangs zum mittleren Pleistozän (MPT) geben wird, der vor 900.000 bis 1,2 Millionen Jahren stattfand“, sagt Carlo Barbante. „Während dieses Übergangs änderte sich die Periodizität des Klimas zwischen den Eiszeiten von 41.000 auf 100.000 Jahre: Der Grund, warum dies geschah, ist das Rätsel, das wir zu lösen hoffen.“