Untersuchung von kaltem Eis an Österreichs Gipfeln: Ein neuer Ansatz zur Erforschung früherer Gletscherausdehnungen

Gebirgsgletscher sind Indikatoren vergangener Klimaschwankungen auf Zeiträumen und in Gebieten, in denen kaum andere Archive verfügbar sind. Nahezu alle Hinweise über die Ausdehnung der Gletscher im Holozän beruht auf Datierungen von Moränen und Dendrochronologie und beziehen sich damit auf die Position der Gletscherzungen im Tal, sind aber nicht repräsentativ für die hochgelegenen Eisflächen. Im Gegensatz zu den grundlegenden Arbeiten in den Westalpen wurde das kalte Eis der Ostalpen bis dato noch nicht systematisch untersucht. Es ist Projektziel, die minimalen Gletscherstände im Holozän für die Gipfelregionen nachzuweisen. Zu diesem Zweck werden - wie bereits in einer Pilotstudie am Brunnenkogel - Gipfelvereisungen mit potentiell kaltem basalen Eis hinblicklich ihrer Geometrie, des Temperaturhaushaltes und der Massen- und Energiebilanz unter Berücksichtigung des Permafrostes in der Umgebung untersucht. Anschliessend werden die physikalisch-chemischen Eigenschaften Proben kalten Eises untersucht. Ziel ist die Beantwortung folgender Forschungsfragen: i) war das kalte Eis auf Gipfelniveau während des Holozäns bereits einmal vollständig abgeschmolzen? ii) kann man das Alter kalten Eises an der Basis der Gipfelgletscher eingrenzen? iii) welche Energieflüsse finden an der oberen und unteren Grenze der Eiskörper statt? Zehn potentielle Testgebiete an hochgelegenen Gletschern mit relativ geringen Niederschlagsraten wurden für erste Untersuchungen der Firntemperaturen und der Stratigraphie ausgewählt. Recherchen in historischen Archiven erschließen die Entwicklung dieser Eisflecken seit den ersten verfügbaren Dokumenten. Mithilfe dieser Ergebnisse werden die bestgeeigneten Eiskörper für die Beprobung von basalem Eis und Kernbohrungen ausgewählt. Eine automatische Wetterstation wird den Temperaturverlauf im Eis und an der Oberfläche des Untergrundes, Energie und Massenbilanz und Fotoreihen der Oberfläche aufzeichnen. Wir erwarten keine kontinuierliche Stratigraphie oder kontinuierliche Klimainformation in den Eiskernen. Die Analyse der Kerne umfasst Messung der Spurenstoffkonzentrationen, der Leitfähigkeit des Schmelzwassers und unlöslicher Mikropartikel in Kombination mit den stabilen Wasserisotopen d18O und dD, sowie Eisdichte, Korngröße und Blasendichte. Während die Verunreinigungen und das Verhältnis der stabilen Wasseritope als allgemeine stratigraphische Marker dienen, konzentriert sich die Analyse der physikalischen Eigenschaften auf die Charakterisierung von stagnierenden basalem Eis. Vom Horizont des Bombentritiums kann die jüngste Abschmelzrate abgeleitet werden. Aus 210 Pb und Radiocarbonanalyse des partikulären Kohlenstoffs (>5g) wird das Maximalalter des basalen Eises auf einer Zeitskala der letzten Dekaden (210 Pb) bis Jahrtausenden (14 C) eingegrenzt. Dieses Projekt wird somit einen zentralen Beitrag dazu leisten, dass die im kalten Eis der Österreichischen Alpen gespeicherte Klimainformation nicht verloren gehen wird.

Die Untersuchungen an den Gipfeln der Weißseespitze/Kaunertal und des Großvenedigers/Nationalpark Hohe Tauern zeigen, dass kalte Eisflecken in den Ostalpen existieren, dass sie wertvolle Klimaarchive für die letzten Jahrtausende darstellen und dass sie durch die gegenwärtige Erwärmung stark bedroht sind. Gebirgsgletscher sind Indikatoren vergangener Klimaschwankungen auf Zeiträumen und in Gebieten, in denen kaum andere Archive verfügbar sind. Der an der Weißseespitze erbohrte Kern ist zwar nur etwa 11 m lang, enthält aber ein Klimaarchiv für die letzten 6000 Jahre. Während dieser Zeit war der Gipfel durchgehen vergletschert. Bei den derzeitigen Schmelzraten wird diese Eiskappe aber in etwas mehr als einem Jahrzehnt vollkommen abschmelzen. Will man also diese Klimaarchive auf Österreichs Gipfeln retten, muss man in den nächsten Jahren Kerne bohren. Bisher beruhten nahezu alle Hinweise über die Ausdehnung der Gletscher im Holozän auf Datierungen von Moränen und Dendrochronologie und beziehen sich damit auf die Position der Gletscherzungen im Tal, sind aber nicht repräsentativ für die hochgelegenen Eisflächen. Im Gegensatz zu den grundlegenden Arbeiten in den Westalpen wurde das kalte Eis der Ostalpen bis dato noch nicht systematisch untersucht. Es war Projektziel, die Gletscherstände im Holozän auch für die Gipfelregionen zu identifizieren. Das heute kalte Eis auf Gipfelniveau war also während des Holozäns bereits mindestens einmal vollständig abgeschmolzen, und zwar zum sogenannten Holozänen Klimaoptimum. An dessen Ende wurde auch der Eismann Ötzi am benachbarten etwas niedriger gelegenen Tisenjoch unter Schnee und Eis begraben. Wenn auch der Eismann schon 1991 ausgeapert ist, wird es nicht lange dauern bis die hohen Eisflächen Österreichs, an denen Wind den Schnee während des Winters abträgt und die daher nur eine dünne Eisschicht tragen, ebenfalls eisfrei sind. Noch beträgt die Temperatur der untersten Eisschichten etwa -3C, aber mit der raschen Ausdünnung und starken Schmelze in den Hochlagen ist zu erwarten, dass die Temperaturen im Eis steigen und sich die bislang angefrorenen in Bewegung setzten. Recherchen in historischen Archiven zeigten, dass die Eisdickenänderungen seit dem 19. Jahrhundert an den hochgelegenen Gipfeleisfeldern wesentlich geringer war als an den Gletscherzungen. Die aktuelle Gletscheroberfläche entspricht etwa dem Jahr 1920, will man die Information in den Eisbohrkernen mit den ab 1770 gemessen meteorologischen Daten vergleichen, muss man also schnell die Kerne sichern, in wenigen Jahren sind die entsprechenden Altersschichten abgeschmolzen. Dieses Projekt hat einen zentralen Beitrag geleistet, dass die im kalten Eis der Österreichischen Alpen gespeicherte Klimainformation nicht verloren gehen wird.