Sonnenschutz für Gletscher: Eisnadeln bremsen das Abschmelzen

Stachelige Gletscher schmelzen langsamer. Bilden sich Eisnadeln auf der Gletscheroberfläche, so bremsen sie die Kraft der Sonne auf doppelte Weise, berichtet ein amerikanisch-französisches Forscherteam: Schattenwurf und eine vergrößerte Oberfläche verringern die Abschmelzrate.

Boulder (USA )/Lyon (Frankreich ) - Allerdings bilden sich die Eisnadeln nur auf Hochgebirgsgletschern, wo das Eis in der kalten, trockenen Luft direkt verdampft. Die Forscher konnten das Entstehen von Eisnadeln im Labor nachahmen. Durch leichte Verschmutzung der Oberfläche bildeten sie sich sogar schneller. Allerdings eignet sich die Methode nicht als Sonnenschutz für Mittelgebirgsgletscher. Hier sorgt eine Verschmutzung für das Gegenteil: Die Sonne kann das Eis noch intensiver abschmelzen.

"Penitentes" nennen sich die mehrere Meter hohen Eisnadeln, auch Zackenfirn oder Büßerschnee genannt, weil sie an Pilgerfiguren mit spitzen Hauben erinnern. Diese Formen bilden sich auf Gletschern oberhalb 4000 Metern, vor allem in den Anden, aber auch im weniger trockenen Himalaja. Früher hatte man vermutet, dass sie durch Wind geformt werden. Doch im Computermodell und jetzt auch im Labor bestätigte Meredith Betterton, dass das Sonnenlicht die Eisnadeln bildet, unabhängig vom Wind. Das Team um die Physikprofessorin an der University of Colorado und Kollegen der École Normale Supérieure in Lyon erschufen nach dem selben Prinzip Eisnadelfelder, auch wenn diese nur wenige Zentimeter hoch waren. Schneeblöcke im Gefrierfach wurden durch ein Glasfenster mit intensivem Licht bestrahlt. Innerhalb weniger Stunden hatten sich bis zu fünf Zentimeter hohe "Penitentes" gebildet.

In der Natur entstehen die Nadeln jedes Jahr neu, wenn winzige Unebenheiten auf der Neuschneeoberfläche das Sonnenlicht in sich selbst streuen. Intensiveres Licht bringt mehr Schnee zum Verdampfen -- bei der Sublimation geht der Festkörper Schnee durch die trockene Luft direkt in Wasserdampf über. Der Prozess verstärkt sich selbst: Die Dellen werden immer tiefer und können so immer mehr Sonnenlicht "einfangen", so dass am Ende tiefe Höhlungen entstehen, zwischen denen die Eisspitzen stehen bleiben. Im Winter mit weniger intensiver Sonne füllt Neuschnee die Löcher auf, so dass im Frühjahr wieder eine geschlossene Oberfläche auf die Sonne wartet. Die Nadeln schützen die Gletscheroberfläche auf zweierlei Weise: Zum einen werfen sie Schatten, so dass weniger Oberfläche der Sonne ausgesetzt ist. Zum anderen vergrößert die dreidimensionale Form die Oberfläche des Gletschers enorm -- das liefert mehr Fläche für den Wärmeaustausch, und kalte Bergwinde können das Eis besser kühlen.

Um den Prozess zu beschleunigen, verstreute Bettertons Team Tonerpartikel eines Kopiergeräts auf frische Schneeblöcke. Waren die Partikel dünn genug verstreut, um Licht ans Eis zu lassen, so begann auch hier die Löcherbildung. Die Rußpartikel dienen den Eisspitzen als Lichtschutz und die Wartezeit bis zur Bildung der "Eisnadelwälder" verkürzte sich von drei Stunden auf eine halbe. Allerdings ist noch ungewiss, ob sich das Prinzip tatsächlich zum Schutz von Hochgebirgsgletschern umsetzen ließe. Mitteleuropäische Alpengletscher hingegen profitieren von diesen Erkenntnissen nicht.