04.01.2014 – Eiskristalle
Der Schnee der gestern gefallen ist findet hier keine Ruhe. Sepp sammelt fleißig Proben und füllt sie für spätere Untersuchungen ab. Es gibt wenig Menschen, die so fasziniert von Schnee und Eis sind wie Sepp. Neben seinen Routinemessungen und Probennahmen an der Oberfläche kann er sich stundenlang in seinem kleinen „Labor“ im Trench mit der mikroskopischen Untersuchung frischer Eiskristalle beschäftigen. Es entstehen dabei eindrucksvolle Bilder. Unter den hier herrschenden sehr kalten und trockenen Bedingungen können aus den Kristallen leider keine so komplexen Strukturen wie die z.B. die Schneeflocken in Grönland entstehen.
Fotos: Andreas Frenzel, Sepp Kipfstuhl
Bildergalerie
Leser:innenkommentare (2)
Sina Löschke
Ein kleiner Nachtrag unseres Lesers Reiner Korbmann:
Die Faszination der Antarktis macht hoffentlich die fehlende Schönheit bei den Schneekristallen wieder wett. Aber einmal eine wissenschaftliche Frage: Der Schnee der Antarktis müsste doch angesichts der Kristallform auch viel kompakter, schwerer sein als der in Grönland. Wirkt sich das irgendwie aus, etwa auf das Fließverhalten der Gletscher?
Sina Löschke
Hier kommt die Antwort von Olaf Eisen:
Die Schneeflocken, wie man sie aus Mitteleuropa kennt, sind die Ausnahme. Sie entstehen nur bei Temperaturen nahe am Gefrierpunkt und wenig Wind. In den subpolaren und polaren Regionen, wie auch in hochalpinen Bereichen, sind Plättchen, Säulen und andere Formen viel häufiger als die klassischen sechseckigen Schneeflocken aus den Kinderbüchern. Vor allem bei Wind brechen diese Dendriten schnell auseinander.
Neben der Form der Kristalle, bedingt durch Temperatur und Wind, beim Schneefall ist für die Dichte des Schnees aber auch die Menge des Niederschlags für die weitere Entwicklungsgeschichte extrem wichtig. Fällt viel Schnee auf einmal, lastet also schon nach wenigen Stunden auf den frisch gefallenen Kristallen in einem halben Meter Tiefe eine große Last, oder ist es wenig Schnee, der über einen langen Zeitraum fällt.
In der Antarktis gibt es Regionen, in denen der Schnee bretthart ist. Das heißt aber nicht, dass er auch extrem dicht sein muß. Aber die Kristalle sind sehr stark aneinander gefroren. Sie liegen nicht locker nebeneinander, wie beim Pulverschnee. Andererseits kann so eine harte Kruste auch nur an der Oberfläche sein und darunter ist der Schnee wieder sehr weich, d.h. locker und unverbunden. Der Schnee an Kohnen ist trotz der tiefen Temperaturen sehr locker und hat eine geringe Dichte.
Wie sich der Schnee mit der Zeit verändert, wird durch die Firnifikation bzw. Metamorphose beschrieben. Das hängt unter anderem von der Jahresmitteltemperatur ab, vom Tagesgang der Temperatur, der Strahlung, Bewölkung, von der Art der Niederschlagsereignisse und noch einigen anderen Sachen.
Den Unterschied zwischen Grönland und der Antarktis, vor allem dem antarktischen Plateau, erkennt man am besten an der Tiefe des Firn-Eis-Übergangs. Das ist die Tiefe, in der die im Schnee vorhandene Luft in einzelne Blasen abgeschlossen ist. Je nach Ort kann diese Tiefe zwischen 50 und 120 m liegen. Faustregel: je kälter und weniger Schneezutrag, je tiefer. Dort laufen die Umwandlungsprozesse der Firnifikation nämlich viel langsamer ab.
Für die Fließbewegung spielt das aber keine große Rolle. Unterhalb des Firn-Eis-Übergangs ist Eis im wesentlichen Eis, wenn man nicht zu genau hinschaut. Die meisten numerischen Fließmodelle betrachten daher die Firnschicht auch gar nicht, sondern ersetzen sie durch eine Schicht aus Eis.
Wo dies aber eine sehr wichtige Rolle spielt: bei der Entschlüsselung des Klimas aus Eiskernen. Isotope, Spurenstoffe und Gase werden ja über den Niederschlag eingetragen. Den dabei ablaufen unterschiedlichen Prozessen bei der Firnifikation auf die Spur zu kommen, ist ein Ziel von CoFi.