Zurückweichende Gletscher in der nördlichen Antarktischen Halbinsel legen schwarzes Moos frei und legen es wieder frei, das Radiokarbon-Abtötungsdaten für die Vegetation liefert, ein wichtiger Hinweis zum Verständnis des zeitlichen Verlaufs vergangener Gletschervorstöße in dieser Region.
Ein Forscher der University of Wyoming führte eine Studie durch, die feststellte, dass die Abtötungsdaten des schwarzen Mooses mit Beweisen für Gletschervorstöße aus anderen Studien übereinstimmten, die ergaben, dass solche Ereignisse 1.300, 800 und 200 kalibrierte Jahre vor 1950 stattfanden.
„Wir haben Radiokohlenstoffalter oder Abtötungsdaten von zuvor im Eis begrabenen toten schwarzen Moosen verwendet, um zu zeigen, dass sich die Gletscher in den letzten 1.500 Jahren in drei verschiedenen Phasen auf der nördlichen Antarktischen Halbinsel entwickelt haben“, sagt Dulcinea Groff, Postdoktorandin an der UW Institut für Geologie und Geophysik.
Groff war Hauptautor einer Abhandlung mit dem Titel „Kill data from re-exposed black mosses constrain past glacier advances in the north Antarktic Peninsula“, die am 20. Januar erschien Geologieeine Zeitschrift, die aktuelle, innovative und provokative Artikel veröffentlicht, die für ihr internationales Publikum relevant sind und Forschung aus allen Bereichen der Geowissenschaften repräsentieren.
Forscher der Lehigh University, der University of Hawaii-Manoa, der Northeast Normal University und der Chinese Academy of Sciences, beide in Changchun in der Provinz Jiln in China, haben an der Veröffentlichung mitgewirkt.
Moose sind eine der wenigen Pflanzenarten, die in der Antarktis leben, und können von vorrückenden Gletschern überwältigt und getötet werden. Der Zeitpunkt, zu dem die Gletscher das Moos töteten, liefert ein Archiv der Gletschergeschichte, sagt Groff.
Wenn sich beispielsweise Gletscher ausdehnen oder vordringen, können sie die Pflanze begraben oder bedecken. Dadurch verhungert die Pflanze an Licht und Wärme. Das Datum, an dem die Pflanze starb, ist die gleiche Zeit, zu der der Gletscher über diesen Ort vorrückte.
„Wenn die Gletscher zurückgehen, werden diese zuvor eingegrabenen Moose freigelegt und sind tot und schwarz“, erklärt Groff. „Was an diesen Tötungsdaten im Vergleich zu anderen Aufzeichnungen – wie dem Alter von Findlingen oder Pinguinresten – so wertvoll ist, ist ihre Genauigkeit. Sie liefern ein klareres Bild der Klimageschichte aufgrund ihres direkten Kohlenstoffaustauschs mit der Atmosphäre und der geringeren Fehler um die herum Altersschätzung.“
Findlinge sind glazial abgelagertes Gestein, das sich von einheimischem Gestein in einem bestimmten Gebiet unterscheidet.
Die terrestrische Kryosphäre und Biosphäre der Antarktischen Halbinsel verändern sich schnell als „Ersthelfer“ für die Polarerwärmung, sagt Groff.
„Wir wissen aus anderen Studien, dass große Gletscher der Antarktischen Halbinsel schnell auf wärmere Lufttemperaturen im Sommer reagieren, und Wissenschaftler haben modelliert, dass sich die Gletscher in der Vergangenheit aufgrund kühlerer Temperaturen und nicht aufgrund erhöhter Niederschläge ausgedehnt haben“, sagt Groff. „Wir wissen jedoch viel weniger darüber, wie sich dies auf Meereshöhe auswirkt, wo Eis, Ozean und sensibles Küstenleben interagieren. Zu wissen, wann Gletscher in der Vergangenheit vorrückten und sich zurückzogen, würde unser Verständnis der biodiversen Küstenökosysteme verbessern, die mit Robben, Pinguinen und Pflanzen gedeihen – und ihre Sensibilität auf der Antarktischen Halbinsel.“
Groff sagt, dass eine der Einschränkungen bei der Rekonstruktion der Gletschergeschichte darin besteht, dass es nur wenige Arten von terrestrischen Archiven gibt, die verwendet werden können, um das vergangene Gletscherverhalten einzuschränken. Abgestorbene Pflanzen, die wieder freigelegt wurden, verlassene Pinguinkolonien und Felsen können datiert werden, um den Zeitpunkt des permanenten Schnee- oder Gletschervorstoßes in der Vergangenheit besser zu kennen.
In den Sommern 2019 und 2020 sammelte das Forschungsfeldteam, zu dem auch Groff gehörte, laut der Zeitung schwarze Moose von Robert Island, Anvers Island, Charles Point und Cape Rasmussen. Die Gruppe untersuchte und reinigte 39 Schwarzmoosproben.
„Wir sammelten schwarze Moose rund um die nördliche Antarktische Halbinsel, indem wir die Ränder von Gletschern und Nunataks an mehreren Orten erkundeten. Durch Radiokohlenstoffdatierung der Moose fanden wir heraus, dass sich die Gletscher in den letzten 1.500 Jahren dreimal weiterentwickelt haben“, sagt Groff. „Dies ist ein Beweis für Phasen mit kühleren und möglicherweise feuchteren Bedingungen als heute.“
Auf Anvers Island, sagt Groff, erfuhr die Gruppe, dass der Gletscher das letzte Mal vor etwa 850 Jahren an seiner Position von 2019 war, als er sich im Laufe mehrerer Jahrhunderte ausdehnte.
„Unsere Schätzungen des Gletschervorstoßes sind viel langsamer als der jüngste Rückzug“, sagt sie. „Interessanterweise fanden wir heraus, dass die Gletscherfront mit dem schnellsten Vordringen auch den schnellsten Rückzug hatte, was darauf hindeutet, dass Hotspots der schnellen Küstengletscherdynamik auf der Antarktischen Halbinsel auftreten.“
Groff sagt, dass der Datensatz, den ihre Forschungsgruppe zusammengestellt hat, einzigartig ist, und führt an, dass es selten frühere Nettovorschubraten in der Literatur gibt, da Gletscheraufzeichnungen dazu neigen, zerstört zu werden, wenn der Gletscher vorrückt. Damit lassen sich mit diesen Schwarzmoosen Gletschervorstöße in der Vergangenheit zuverlässig abschätzen.
„Es gibt andere Beweise, die unsere Moosabtötungsdaten für frühere kühlere Bedingungen stützen, wie Torfaufzeichnungen, die auf eine geringere biologische Produktivität hinweisen, sowie Beweise für eine Änderung des Meeresspiegels von erhöhten Stränden als Folge einer sich ändernden Eismasse“, sagt sie. „Es ist auch möglich, dass die klimatischen Bedingungen, die zu Gletschervorstößen führten, feuchtere Bedingungen mit sich brachten und sich negativ auf Pinguine ausgewirkt hätten, wie wir es heute wissen. Viele der kürzlich verlassenen Pinguinkolonien sind genauso alt wie unser jüngstes schwarzes Moos.“ “
Mehr Informationen:
Dulcinea V. Groff et al., Tötungsdaten von wieder freigelegten schwarzen Moosen schränken vergangene Gletschervorstöße auf der nördlichen Antarktischen Halbinsel ein. Geologie (2023). DOI: 10.1130/G50314.1