Als wir unser Mikroskop zum ersten Mal auf die Bodenprobe richteten, erschienen Teile organischer Substanz: ein winziger Mohnsamen, das Facettenauge eines Insekts, abgebrochene Weidenzweige und Moossporen am Kolben. Dunkle Kugeln, die von Bodenpilzen erzeugt wurden, dominierten unsere Sicht.
Dies waren zweifellos die Überreste eines arktischen Tundra-Ökosystems – und ein Beweis dafür, dass der gesamte grönländische Eisschild vor Kurzem verschwunden ist, als wir denken.
Diese winzigen Spuren vergangenen Lebens stammen von einem höchst unwahrscheinlichen Ort: einer Handvoll Land, das unter 3 Kilometern Eis unter der Spitze des grönländischen Eisschildes begraben liegt. Prognosen über das zukünftige Abschmelzen des Eisschildes sind eindeutig: Wenn das Eis an der Spitze verschwunden ist, werden mindestens 90 % des grönländischen Eises geschmolzen sein.
Im Jahr 1993 schlossen Gipfelbohrer den Eiskern des Greenland Ice Sheet Project 2 (GISP2) ab, der den Spitznamen „Zwei-Meilen-Zeitmaschine“ trägt. Die Samen, Zweige und Sporen, die wir fanden, stammten aus einigen Zentimetern Erde am Boden dieses Kerns, Erde, die drei Jahrzehnte lang in einem fensterlosen Lagerhaus in Colorado trocken und unberührt gehalten worden war.
Unsere neue Analyse baut auf der Arbeit anderer Forscher auf, die im letzten Jahrzehnt die Idee in Frage gestellt haben, dass der grönländische Eisschild mindestens 2,6 Millionen Jahre lang ununterbrochen vorhanden war, als die Eiszeiten des Pleistozäns begannen. Im Jahr 2016 maßen Wissenschaftler seltene Isotope im Gestein über und unter der GISP2-Bodenprobe und legten anhand von Modellen nahe, dass das Eis in den vergangenen 1,1 Millionen Jahren mindestens einmal verschwunden war.
Mit der Entdeckung gut erhaltener Tundrareste haben wir nun bestätigt, dass der grönländische Eisschild tatsächlich lange genug geschmolzen war und das Land unter dem Gipfel freigelegt hatte, damit sich dort Erde und Tundra bilden konnten. Dies sagt uns, dass die Eisdecke fragil ist und wieder schmelzen könnte.
Eine Landschaft mit Mohnblumen und arktischem Moos
Für das bloße Auge sind diese winzigen Fragmente vergangenen Lebens unauffällig: Es handelt sich um einfache dunkle Flecken, die zwischen hellen Schlick- und Sandkörnern schweben. Aber unter der Lupe ist die Geschichte, die sie erzählen, erstaunlich. Zusammen zeichnen die Samen, Megasporen und Insektenteile ein Bild einer kalten, trockenen und felsigen Umgebung, die in den letzten Millionen Jahren existierte.
Oberirdisch wuchsen zwischen den Felsen arktische Mohnblumen. An der Spitze jedes Stängels dieses zähen kleinen Krauts folgte eine becherförmige Blüte der Sonne über den Himmel, um jeden Tag das Licht optimal zu nutzen.
Winzige Insekten summten über Teppichen aus winzigem Felsmoos, krochen auf der kiesigen Oberfläche und trugen im Sommer Sporen.
Im felsigen Boden befanden sich dunkle Kugeln, sogenannte Sklerotien, die von Pilzen produziert wurden, die sich mit Pflanzenwurzeln im Boden verbinden, um ihnen dabei zu helfen, die benötigten Nährstoffe zu erhalten. In der Nähe haben sich Weidensträucher dank ihrer geringen Größe und der Flaumhaare, die ihre Stängel bedecken, an das Leben in der rauen Tundra angepasst.
Jedes dieser Lebewesen hinterließ Spuren in dieser Handvoll Erde – Beweise, die uns lehrten, dass das grönländische Eis einst durch ein robustes Tundra-Ökosystem ersetzt worden war.
Das Eis Grönlands ist fragil
Unsere am 5. August 2024 in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass das Eis Grönlands bei niedrigeren atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen als heute anfällig für das Schmelzen ist. Bedenken hinsichtlich dieser Verwundbarkeit haben Wissenschaftler seit den 1950er Jahren dazu veranlasst, den Eisschild zu untersuchen.
In den 1960er Jahren extrahierte ein Team von Ingenieuren den weltweit ersten tiefen Eiskern in Camp Century, einer atomgetriebenen Militärbasis, die mehr als 100 Meilen vor der Nordwestküste Grönlands in die Eisdecke eingebaut war. Sie untersuchten das Eis, hatten aber kaum Verwendung für die Gesteins- und Erdbrocken, die am Boden des Kerns auftauchten. Diese wurden gelagert und gingen dann bis 2019 verloren, als sie in einem Laborgefrierschrank wiederentdeckt wurden. Unser Team gehörte zu den Wissenschaftlern, die mit der Analyse beauftragt wurden.
Im Boden von Camp Century fanden wir außerdem Überreste von Pflanzen und Insekten, die unter dem Eis eingefroren waren. Mithilfe seltener Isotope und Lumineszenztechniken konnten wir sie auf eine Zeit vor etwa 400.000 Jahren datieren, als die Temperaturen denen heute ähnlich waren.
Ein weiterer Eiskern, DYE-3, aus Südgrönland enthielt DNA, die zeigte, dass dieser Teil der Insel irgendwann in den letzten Millionen Jahren von Fichtenwäldern bedeckt war.
Biologische Beweise belegen überzeugend die Zerbrechlichkeit des grönländischen Eisschildes. Die Ergebnisse der drei Eiskerne können nur eines bedeuten: Mit Ausnahme einiger Berggebiete im Osten muss das Eis in den letzten Millionen Jahren auf der gesamten Insel geschmolzen sein.
Der Verlust der Eiskappe
Wenn das Eis Grönlands verschwindet, verändert sich die Geographie der Welt – und das ist ein Problem für die Menschheit.
Wenn die Eiskappe schmilzt, wird der Meeresspiegel um mehr als sieben Meter ansteigen und Küstenstädte werden überflutet. Der größte Teil von Miami wird überschwemmt sein, ebenso wie große Teile von Boston, New York, Mumbai und Jakarta.
Heute steigt der Meeresspiegel um mehr als einen Zoll pro Jahrzehnt und an manchen Orten um ein Vielfaches schneller. Bis zum Jahr 2100, wenn die Kinder von heute Großeltern sind, wird der Meeresspiegel weltweit wahrscheinlich um mehrere Meter höher sein.
Die Vergangenheit nutzen, um die Zukunft zu verstehen
Das schnell schmelzende Eis verändert die Arktis. Daten über frühere Ökosysteme, wie zum Beispiel die, die wir unter dem grönländischen Eis gesammelt haben, helfen Wissenschaftlern zu verstehen, wie sich die Ökologie der Arktis mit der Klimaerwärmung verändern wird.
Wenn die Temperaturen steigen, schmilzt der strahlend weiße Schnee und das Eis schrumpft, wodurch dunkle Steine und Böden freigelegt werden, die die Sonnenwärme absorbieren. Die Arktis wird von Jahr zu Jahr grüner, der darunter liegende Permafrost schmilzt und setzt mehr Kohlenstoff frei, der den Planeten weiter erwärmen wird.
Der vom Menschen verursachte Klimawandel wird die Arktis und Grönland auf Temperaturen erwärmen, die über denen liegen, die sie seit Millionen von Jahren erleben. Um das grönländische Eis zu retten, müssen Studien zeigen, dass die Welt den Ausstoß von Treibhausgasen aus ihren Energiesystemen stoppen und den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre reduzieren muss.
Das Verständnis der Umweltbedingungen, die das jüngste Verschwinden des Eisschildes ausgelöst haben, und der Reaktion des Lebens auf Grönland wird von entscheidender Bedeutung sein, um künftige Risiken einzuschätzen, denen das Eisschild und die Küstengemeinden auf der ganzen Welt ausgesetzt sind.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Paul Bierman, Universität von Vermont und Halley Mastro, Universität von Vermont
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Paul Bierman erhält Fördermittel von der US National Science Foundation und dem Gund Institute for Environment.
Halley Mastro erhält Fördermittel von der US National Science Foundation und dem Gund Institute for Environment.