Wie verwandelt man „zerbrechliches Eis“ in „starkes Eis“? ｜Weltgletschertag

Am 14. Dezember 2022 verabschiedete die Generalversammlung der Vereinten Nationen eine Sonderresolution, in der das Jahr 2025 zum Internationalen Jahr des Gletscherschutzes erklärt wurde. Ab 2025 wird der 21. März eines jeden Jahres zum Welt-Gletschertag erklärt. Angesichts des beschleunigten Abschmelzens der Gletscher sind Wissenschaftler besorgt und haben Maßnahmen zur Rettung der Gletscher eingeleitet. Unter ihnen hat ein sehr interessantes Experiment – ​​„den Gletscher mit einer Decke bedecken“ – große Aufmerksamkeit erregt. Das klingt wirklich ein bisschen unglaublich. Kann das „Abdecken des Gletschers mit einer Decke“ dessen Schmelzen wirklich verlangsamen?

01 Vergangenheit und Gegenwart der Gletscher

„Woher wissen wir, dass wir uns in der Eiszeit befinden?“

„Weil überall Eis ist!“

„Sogar seine Worte waren kalt.“

Dies sind einige Dialogzeilen der Tiere im Animationsfilm „Ice Age“. Das sanftmütige und freundliche Mammut, der wilde und dominante Säbelzahntiger, das gesprächige und fröhliche Faultier, der dumme, aber sehr lustige Dodo und das kleine Eichhörnchen, das im Film sein ganzes Leben lang um Nüsse kämpfte, hinterließen bei allen einen tiefen Eindruck. Aber wie war die Eiszeit? War es wirklich voller Freude und Wärme?

Schließlich handelt es sich bei dem Film um eine fiktive Geschichte. Die echte Eiszeit war tatsächlich sehr grausam. Viele Lebewesen starben während dieser Zeit drastischer Klimaveränderungen allmählich aus, wie etwa der Riesenbiber, der Titanvogel, der Urwaran usw. In der Geschichte der geologischen Evolution hat die Erde nicht nur Veränderungen an Land und im Meer erlebt, sondern auch drastische Klimaveränderungen. Wenn das Klima kälter wird, werden die Antarktis, die Arktis, die hohen Breitengrade sowie die Hochebenen und Gebirge in den mittleren und niedrigen Breitengraden langsam von Eisdecken oder Gletschern bedeckt. Eine solche geologische Periode wird als „Eiszeit“ bezeichnet. Das im Film erwähnte „überall Eis“ ist die einfachste Erklärung für die Eiszeit.

Mammuts in der Eiszeit (urheberrechtlich geschütztes Bild; Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

Unsere Erde hat viele Eiszeiten erlebt, von denen die quartäre Eiszeit der Gegenwart am nächsten liegt und die größten Auswirkungen hat. Während der kältesten Periode dieser Eiszeit kam es häufig zu Schneestürmen und Hagel, Gletscher und Eisberge waren allgegenwärtig und die Durchschnittstemperatur lag 3 bis 7 °C unter der heutigen. Das Land war von riesigen Gletschern bedeckt und große Wassermengen waren auf dem Land „gefangen“, was zu einem Abfall des Meeresspiegels um etwa 130 Meter führte. Später, als die Temperatur allmählich anstieg, begannen die Gletscher langsam zu schmelzen und der Meeresspiegel stieg allmählich an. Erst vor etwa 6.000 Jahren näherte sich der Meeresspiegel seiner heutigen Höhe.

Gletscherschmelze (urheberrechtlich geschütztes Bild, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

Obwohl die Eiszeit zu Ende geht, sind die Gletscher nicht vollständig verschwunden. Bis heute gibt es auf der Erde noch Zehntausende Gletscher, die die geologischen Relikte und einzigartigen Landformen bewahren, die die Gletscher hinterlassen haben, und wunderschöne Landschaften bilden.

02 Gefahr des globalen Gletscherschmelzens

Gletscher sind äußerst wertvolle Süßwasserressourcen der Erde. Wir wissen, dass mehr als zwei Drittel der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, mit einem Gesamtvolumen von etwa 145 Billionen Tonnen. Allerdings sind nur weniger als 3 % des Süßwassers auf dem Land für den Menschen trinkbar, und der Großteil davon liegt in Form von Gletschern vor. Gletscher gelten daher als „feste Wasserspeicher“. Je nach Form, Ausmaß und Entwicklungsbedingungen des Gletschers können moderne Gletscher in zwei Grundtypen unterteilt werden: Kontinentalgletscher und Gebirgsgletscher .

♦Kontinentale Gletscher : Die Oberfläche ist konvex und schildförmig, in der Mitte dick und an den Rändern dünn, und der dickste Teil kann mehrere tausend Meter erreichen, wie beispielsweise die antarktische Eisdecke;

Antarktische Eisberglandschaft (urheberrechtlich geschütztes Bild, Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen)

♦Berggletscher : Sie sind in Bergregionen auf der ganzen Welt weit verbreitet. Sie sind normalerweise kleinflächig und dünn, wie beispielsweise die vielen Gletscher auf dem Qinghai-Tibet-Plateau in China.

Gletscher Nr. 10 des Puruogangri-Eisfeldes im Kreis Shuanghu, Stadt Nagqu, Tibet (Drohnenfoto). Foto: Xinhua News Agency-Reporter Jiang Fan

Gleichzeitig sind Gletscher auch eine wichtige externe Kraft bei der Gestaltung der Topographie. Moderne Gletscher bedecken 10,7 % der weltweiten Landoberfläche. Gletscher gibt es auf allen sieben Kontinenten außer Ozeanien, und einst waren Urgletscher auf der ganzen Welt verbreitet. Obwohl er sich so langsam wie eine Schnecke bewegt, kann er die Oberflächenumgebung im Laufe der Zeit stark verändern und einzigartige Gletscherlandschaftsformen bilden, wie tiefe Gletschertäler, Gebirgskämme mit steilen Hängen und dünnen Graten wie Klingen oder Sägezähnen, Flüsse, Seen und Schwemmebenen, die durch Gletscherschmelzwasser geformt wurden, usw.

In den letzten Jahren sind aufgrund der globalen Erwärmung auch die Gletscher vom Abschmelzen bedroht. Das Abschmelzen der Gletscher ist mehr als nur das Verschwinden einer natürlichen Landschaft. Sie sind die Wasserversorgungsgarantie für zwei Milliarden Menschen, die „Sicherheitssperre“, die Küstenstädte vor Überschwemmungen schützt, und der „Regulator“ des Klimasystems der Erde. Die weiße Oberfläche des Gletschers reflektiert 80 % des Sonnenlichts zurück ins All. Wenn die Gletscher erst einmal verschwunden sind, werden die freiliegenden dunklen Felsen und der Boden noch mehr Wärme absorbieren, was die globale Erwärmung beschleunigt und einen Teufelskreis schafft.

03 Blockieren Sie die Sonne und halten Sie das Eis

Wie können wir das Schmelzen der Gletscher stoppen? Durch Langzeitbeobachtung haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der direkteste Weg darin besteht, Wege zu finden , die Sonneneinstrahlung zu reduzieren .

Der Franz-Josef-Gletscher auf der Südinsel Neuseelands ist zwar nur 12 Kilometer lang, fällt aber von 3.000 Metern Höhe an seiner Quelle auf 240 Meter an seinem Ende ab. Aufgrund seines großen Gefälles ist er der steilste Gletscher Neuseelands. Seine durchschnittliche Fließgeschwindigkeit beträgt mehr als 0,5 Meter pro Tag und kann in Höchstgeschwindigkeiten 4 Meter pro Tag erreichen. Noch merkwürdiger ist, dass der Franz-Josef-Gletscher vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung seit 1984 langsam wächst und dicker wird, während andere Gletscher schrumpfen. Was den „Gegenangriff“ des Franz-Josef-Gletschers angeht, glauben einige Experten, dass dies einerseits an der Zunahme der Schneefälle in den Südalpen liegen könnte, andererseits an den Ausbrüchen nahegelegener Vulkane, die Vulkanasche in die Atmosphäre schleuderten, wodurch das Sonnenlicht blockiert und geschwächt sowie das Abschmelzen des Gletschers verlangsamt wurde.

Davon inspiriert, entwickelten die Menschen ein „traditionelles Heilmittel“: Sie bedeckten den Gletscher mit einer „Steppdecke“. Seit 2004 decken Schweizer Wissenschaftler die Gletscher der Alpen im Spätfrühling und Frühsommer mit weißen Planen ab und entfernen diese im Frühherbst. Dieses Wachstuch besteht aus Chemiefasern und hat eine Dicke von 3 bis 4 mm. Würde man sie auf Gletschern platzieren, würden sie das Sonnenlicht reflektieren und Eis und Schnee vor Hitze und UV-Strahlen schützen. Statistiken zeigen, dass diese Methode das Schmelzen von Eis und Schnee um 50 % verlangsamen kann.

Auch italienische Wissenschaftler haben diese „traditionelle Methode“ übernommen. Der Presana-Gletscher ist ein berühmtes Skigebiet, aber das schnelle Abschmelzen des Gletschers in den letzten Jahren hatte gewisse Auswirkungen auf den lokalen Tourismus. Wissenschaftler schlugen daher vor, das Gletscherskigebiet mit riesigen Gummiplanen abzudecken, um das Abschmelzen des Gletschers zu verlangsamen.

In der Provinz Sichuan meines Landes, etwa 260 Kilometer von Chengdu entfernt, gibt es einen Dagu-Gletscher, dessen Geschichte über 2 Millionen Jahre zurückreicht. Von 2020 bis 2024 haben chinesische Wissenschaftler hier fünf Jahre in Folge Experimente durchgeführt und dabei die Oberfläche des Gletschers mit einer Schicht aus wärmeisolierendem und reflektierendem Material bedeckt. Nach Experimenten stellte sich heraus, dass sich der „bedeckte“ Gletscher deutlich langsamer zurückzog als die umliegenden, nicht „bedeckten“ Gebiete. Mit Hilfe wissenschaftlicher Forscher wird der Dagu-Gletscher, der einst schnell schmolz, nun „eisstark“.

04 Brainstorming zur Rettung der Gletscher

Obwohl mit der Methode des „Abdeckens mit einer Decke“ vor Ort gewisse Ergebnisse erzielt wurden, sind einige Wissenschaftler der Ansicht, dass es sich dabei um ein „nicht nachhaltiges Experiment“ handelt. Einerseits erfordert das „Bedecken der Gletscher mit einer Decke“ einen hohen personellen, materiellen und finanziellen Aufwand, insbesondere bei Gletschern mit großen Flächen und komplexem Gelände. Es ist nicht nur teuer, sondern auch schwierig zu bedienen. Bei riesigen Eisflächen wie Grönland und der Antarktis ist dies sogar noch unrealistischer. Andererseits kann der Effekt der „Bedeckung der Gletscher mit einer Decke“ auch durch Umweltfaktoren beeinflusst werden. Unter extremen klimatischen Bedingungen, etwa in großen Höhen oder bei starkem Wind, kann die Decke leicht weggeweht oder beschädigt werden, wodurch die Schutzwirkung auf die Gletscher stark reduziert wird.

Neben dem „Abdecken“ der Gletscher mit Decken haben Wissenschaftler noch viele weitere Möglichkeiten zum Schutz der Gletscher gefunden. Manche Leute haben beispielsweise berücksichtigt, dass auch die Unterseite mariner Gletscher aufgrund der Erosion durch warmes Meerwasser schmilzt und dass es nichts nützt, einfach nur „die Oberfläche des Gletschers zu bedecken“. Daher wird vorgeschlagen, unter Wasser eine „Mauer“ um den Gletscher zu bauen, um die Erosion des Gletschers durch warmes Meerwasser zu verhindern. Einige Leute haben vorgeschlagen, die Schneedecke auf der Gletscheroberfläche künstlich zu erhöhen, um die Materialversorgung des Gletschers zu erhöhen und so das Abschmelzen des Gletschers zu verlangsamen. Andere haben Experimente durchgeführt, bei denen eine große Zahl kleiner Glasperlen (ein Material auf Silikonbasis) auf den Gletscher gestreut wurden, um die Reflexion des Sonnenlichts in der Eisschicht zu verbessern. Ob diese Methode jedoch zu einer Sekundärverschmutzung führt, muss noch bewiesen werden.

Egal, wie viele kreative Ideen wir haben, sie sind nicht so gut wie die einfachste Lösung, nämlich die Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Durch die energische Förderung erneuerbarer Energien wie Solarenergie und Windenergie und die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen können wir die Treibhausgasemissionen deutlich senken, so den Trend der globalen Erwärmung verlangsamen und indirekt die Gletscher schützen. Dies ist eine nachhaltige Schutzmaßnahme.

Autor: Ma Zhifei, leitender Geologieingenieur, Mitglied der Geological Society of China, Gewinner des Natural Resources Excellent Popular Science Book Award

Gutachter: Dong Hanwen, Forscher am Institut für Geologie der Chinesischen Akademie der Geologischen Wissenschaften, stellvertretender Direktor des Zentrums für Erdsystemforschung

Produziert von: Science Popularization China