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Antarktische Gesteine belegen Gletschervorstöße während der Kleinen Eiszeit
Geröllwälle verraten, wann sich Gletscher an der Westantarktischen Halbinsel vor Jahrhunderten ausdehnten. Erstmals haben Forscher in der Marguerite Bay junge Moränen mithilfe eines kosmogenen Isotops direkt datiert. Ein Gletscherrand stabilisierte sich demnach während der Kleinen Eiszeit, während andere Fundstücke zeigen, wie ältere Gesteinsspuren die Datierung erschweren können.
Istanbul (Türkei). Wie weit die Gletscher der Antarktischen Halbinsel vor der Zeit von Satellitenbildern und Wetterstationen reichten, lässt sich aus Spuren in der Landschaft erschließen. Dazu gehören Moränen, also Wälle aus Gestein und Schutt, die das Eis an seinen Rändern ablagert. An der Marguerite Bay sind solche alten Gletschergrenzen gut erhalten, doch ihr Entstehungszeitpunkt war bislang weitgehend unbekannt.
Die Geschichte des Eisrückzugs seit dem Höhepunkt der letzten Eiszeit ist in dieser Region vergleichsweise gut erforscht. Für das jüngere Neoglazial, eine etwa vor 4.000 Jahren einsetzende und bis vor rund 200 Jahren reichende kühlere Phase, fehlen dagegen viele direkte Altersangaben. In seine Endphase fällt die vor allem von der Nordhalbkugel bekannte Kleine Eiszeit zwischen etwa 1300 und 1850.
Forscher der Istanbul Technical University (ITU) um Prof. Attila Çiner haben nun Moränen an drei Gletschern der Marguerite Bay untersucht. Das Team wertete Satellitenbilder und Geländeaufnahmen aus und datierte Gesteinsproben vom Shoesmith- und Erinç-Gletscher auf Horseshoe Island sowie vom Erol-Gletscher auf der Calmette-Halbinsel. Ziel war es, bislang undatierte Gletschergrenzen zeitlich einzuordnen.
Für die Altersbestimmung nutzten die Forscher das seltene Isotop Beryllium-10. Es entsteht in oberflächennahen Gesteinen unter dem Einfluss kosmischer Strahlung und sammelt sich dort während der Exposition an. Aus seiner Konzentration lässt sich abschätzen, wie lange ein Stein schon unbedeckt liegt. Die Methode zeigt somit vor allem den Zeitpunkt der Freilegung und nicht unmittelbar, wann ein Gletscher vorgestoßen ist.
Besonders aussagekräftig waren die Ergebnisse an einer Seitenmoräne des Shoesmith-Gletschers. Nachdem Gesteinsproben mit erkennbar älteren Signalen ausgeschlossen worden waren, ergaben neun ausgewertete Proben ein mittleres Expositionsalter von 496 ± 79 Jahren. Der Moränenwall wurde demnach etwa während der Kleinen Eiszeit stabilisiert und liefert eine direkte zeitliche Marke für die damalige Gletscherentwicklung.
„Marguerite Bay fehlte als entscheidendes Puzzleteil“, erläutert Prof. Attila Çiner.
Nicht alle untersuchten Gletscher hinterließen ein ebenso eindeutiges Signal. Vier Felsblöcke an der Seitenmoräne des Erinç-Gletschers lieferten stark streuende Werte. Aus mehreren Auswertungsmöglichkeiten ergibt sich als bevorzugte Schätzung ein Alter von 1.163 ± 403 Jahren. Der Befund spricht für einen früheren Vorstoß im späten Neoglazial, lässt dessen genauen Zeitpunkt aber offen.
Ein weiterer Moränenrücken liegt dort nur wenige Dutzend Meter von der heutigen Eisfront entfernt. Er könnte ebenfalls aus der Kleinen Eiszeit stammen, wurde in der Studie jedoch nicht direkt datiert. Diese Zuordnung bleibt deshalb vorläufig und darf nicht mit dem gesicherten Shoesmith-Ergebnis gleichgesetzt werden.
Beim Erol-Gletscher ergaben drei Moränenblöcke sogar scheinbare Alter von etwa 2.000 bis fast 10.000 Jahren. Sie sind damit offenbar deutlich älter als der Schuttwall, auf dem sie heute liegen. Wahrscheinlich waren die Steine schon früher kosmischer Strahlung ausgesetzt und wurden beim späteren Gletschertransport nicht stark genug abgetragen, um dieses ältere Isotopensignal zu verlieren.