Harte Felsen und tiefe Feuchtgebiete unter dem Thwaites-Gletscher in der Antarktis

Verborgene Landschaft unter einem riesigen Gletscher

Der Thwaites-Gletscher in Westantarktika wird wegen seiner potenziellen Auswirkungen auf den Meeresspiegel oft als „Doomsday Glacier“ bezeichnet: Veränderungen dort könnten den globalen Meeresspiegel in den kommenden Jahrhunderten um viele zehn Zentimeter anheben. Bis vor Kurzem hatten Wissenschaftler jedoch nur ein unscharfes Bild davon, was sich unter seinen zwei Kilometern Eis verbirgt. In dieser Studie nutzten Forscher empfindliche seismische Messungen – im Grunde kontrollierte Echos im Eis –, um eine detaillierte Karte der verborgenen Unterwelt des Gletschers zu erstellen. Die Ergebnisse zeigen ein zerklüftetes Gefüge aus harten Felsrücken, tiefen mit Sedimenten gefüllten Becken sowie ausgedehnten nassen Zonen und subglazialen Feuchtgebieten, die zusammen bestimmen, wie schnell der Gletscher ins Landesinnere zurückweichen kann.

Warum der Untergrund unter dem Eis wichtig ist

Der Thwaites-Gletscher ist bereits einer der größten Beiträge zur Antarktis-bedingten Meeresspiegelanstieg und ruht auf einem ins Landesinnere abfallenden Untergrund. Diese Geometrie macht ihn besonders anfällig: Sobald die sogenannte Grundlinie, an der der Gletscher vom Untergrund abhebt und zu treiben beginnt, nach innen zurückweicht, kann das Eis instabil werden und schneller ins Meer fließen. Wie schnell das geschieht, hängt nicht nur vom Schmelzen an der Vorderkante durch warmes Ozeanwasser ab, sondern auch von der Beschaffenheit des Untergrunds. Ein harter, rauer Untergrund wirkt wie Bremsen, während weiche, wassergetränkte Sedimente die Basis des Gletschers zur rutschigen Bahn machen können. Bisher mussten Modelle viele dieser Eigenschaften schätzen, was zu breiten Spannweiten in den Prognosen des künftigen Meeresspiegelanstiegs führt.

Dem Untergrund Form und Festigkeit ablauschen

Das Forschungsteam legte mehr als 340 Kilometer über den Thwaites-Gletscher zurück und zog einen spezialisierten seismischen Vibrator sowie einen „Schneestreamer“ mit Sensoren hinter sich her. Durch das Einsenden kontrollierter Vibrationen in das Eis und das Aufzeichnen der zurückkehrenden Echos rekonstruierten sie ein hochaufgelöstes Bild von Form und Material des Untergrunds. Das entlang des Fließens verlaufende Profil, von nahe der Grundlinie bis Hunderte Kilometer ins Inland, zeigt abwechselnde Zonen glatt abfallenden Geländes und zerklüfteter hoher Rücken mit steilen, stromaufwärts gerichteten Flanken. Ein zweites, das quer durch den Gletscher führendes Profil zeigt, wie sich diese Strukturen und Materialien vom schnell fließenden Zentrumsstamm bis zu den langsamer bewegten Rändern verändern.

Rücken, felsige Buckel und nasse Becken

Die seismischen Daten zeigen, dass der Untergrund von Thwaites alles andere als einheitlich ist. Große Felsrücken, wie Lower und Upper Thwaites Ridge, ragen Hunderte Meter über ihre Umgebung empor und zeigen steile stromaufwärts gerichtete Flanken. Sie wirken wie vergrabene Schwellen, die schnelles Gletscherfließen bremsen. Auf ihren stromabwärts gerichteten Seiten fand das Team glattere „Schwänze“ aus verfestigten Sedimenten, die von weicheren, verformbaren Schichten bedeckt sind – klassische „Crag-and-Tail“-Formen, die vom Eis geformt und aufgebaut wurden. Zwischen den Rücken liegen tiefe Becken, teilweise mehrere hundert Meter mächtig, gefüllt mit Sedimenten von fest bis hoch porös. In vielen Senken deuten seismische Reflexionen auf freies Wasser oder wasserreiche Sedimente hin, die Taschen und Lagen nassen Untergrunds bilden und die Reibung an der Eisbasis verringern können.

Ein tiefes Feuchtgebiet unter dem Eis

Einer der auffälligsten Befunde ist ein aktiver subglazialer See, bekannt als Thw124, unter dem schnell fließenden Stamm des Gletschers. Aus dem Weltraum zeigen Satelliten, dass dieses Gebiet langsam um mehrere Meter steigt und fällt, wenn Wasser abfließt und sich wieder füllt. Die seismischen Profile zeigen, dass dieser See nicht einfach ein flaches Wasserbecken ist, sondern aus Dutzenden bis mehr als hundert Metern äußerst poröser, wassergesättigter Sedimente besteht, die auf einer festeren Basis ruhen. Diese weichen, nassen Ablagerungen konzentrieren sich stromabwärts von Felsanhöhen und spiegeln die Geometrie von Crag-and-Tail-Formen wider, jedoch mit einer deutlich „matschigeren“ Zusammensetzung. Selbst nach Entwässerungsereignissen bleibt ein Großteil des Wassers in den Sedimenten gefangen, sodass die Basis eher wie ein persistentes Feuchtgebiet oder Grundwasserleiter als wie ein einfach an-/abwählbarer See reagiert. Anderswo, unter dem östlichen Rand des Gletschers, ist der Untergrund überwiegend hart und verfestigt, mit nur vereinzelten Taschen weicherer, feuchterer Materialien.

Folgen für den künftigen Meeresspiegelanstieg

Für Nicht-Spezialisten ist die zentrale Botschaft, dass das Schicksal des Thwaites-Gletschers stark von Details des unsichtbaren Untergrunds abhängt. Statt einer einfachen harten oder weichen Basis ruht der Gletscher auf einem Flickenteppich aus Felsrücken, sedimentären Becken und wasserreichen Feuchtgebieten. Harte, steile Rücken wirken wie Bremsen, die das Rückweichen der Grundlinie ins Inland zeitweise verlangsamen können, während tiefe, nasse Becken und wassergesättigte Sedimente Eis leichter gleiten lassen und eine stärkere Ausdünnung stromaufwärts ermöglichen. Aktuelle Computermodelle glätten diese Komplexität meist, was bedeutet, dass sie möglicherweise unterschätzen, wie sehr diese verborgenen Merkmale Rückzug hemmen oder beschleunigen können. Indem diese Studie einen der bisher detailliertesten Blicke in die Unterwelt eines antarktischen Gletschers gewährt, liefert sie Modellierern die Informationen, die sie benötigen, um besser vorherzusagen, wie viel und wie schnell der Thwaites-Gletscher zum globalen Meeresspiegel beitragen könnte.

Zitation: Zeising, O., Eisen, O., Hofstede, C. et al. Hard rocks and deep wetlands beneath Thwaites Glacier in Antarctica. Commun Earth Environ 7, 366 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03502-2

Schlüsselwörter: Thwaites-Gletscher, subglaziale Hydrologie, antarktischer Eisschild, Meeresspiegelanstieg, vibroseismische Abbildung