imported>DeWikiMan: Änderungen von ~2026-12023-59 (Diskussion) auf die letzte Version von Ekab zurückgesetzt

2026-02-23T12:59:52Z

Änderungen von ~2026-12023-59 (Diskussion) auf die letzte Version von Ekab zurückgesetzt

Neue Seite

[[Datei:Icecore 4.jpg|mini|Der Eisbohrkern wird aus dem [[Hohlkernbohrer]] entnommen]]

Ein '''Eisbohrkern''' ist ein [[Bohrkern]], der in der Regel durch eine [[Hohlkernbohrer|Bohrung]] in einem [[Eisschild]] oder [[Gletscher]] (der Kryosphäre) gewonnen wurde. Eisbohrkerne sind wichtige [[Klimaarchiv]]e; durch ihre Analyse ist es möglich, Informationen über das [[Klima]] der Vergangenheit zu erhalten. Diese Art der Klimadatenerfassung ist eine sehr junge, aber zugleich eine der wichtigsten und genauesten Methoden, die heute bekannt sind.

== Entwicklung ==
[[Datei:Klima-Archiv Eislabor (ZDF, Terra X) 720p HD 50FPS.webm|mini|Eisbohrkerne als Klimaarchiv]]

Der erste Versuch, aus dem Innern eines Eisschildes eine Probe zu entnehmen, wurde vom deutschen Polarforscher [[Ernst Sorge]] unternommen. An der Station [[Eismitte]] in Zentralgrönland untersuchte er 1930/1931 das Eis in einer 15 m tiefen Grube.

Die ersten Eisbohrkerne gewannen rund 20 Jahre später drei verschiedene internationale Forscherteams: die [[Norwegisch-Britisch-Schwedische Antarktisexpedition]] an der Küste des [[Königin-Maud-Land]] in den Jahren 1949 bis 1952, das [[Juneau Icefield|Juneau-Icefield]]-Forschungsprojekt in Alaska und die französischen Polarexpeditionen in Zentralgrönland. Diese Eisbohrkerne der frühen 50er Jahre waren etwa 100 m lang und erlaubten noch keine detaillierten Analysen.<ref name="jouzel2013">{{Literatur |Autor=Jean Jouzel |Titel=A brief history of ice core science over the last 50 yr |Sammelwerk=Climate of the Past |Datum=2013-11 |DOI=10.5194/cp-9-2525-2013}}</ref>

Als eigentlichen Beginn der Forschung mittels Eisbohrkernen nennt der französische Klimatologe und Glaziologe [[Jean Jouzel]] das [[Internationales Geophysikalisches Jahr|Internationale Geophysikalische Jahr]] 1957/1958. Eine Priorität der in diesem Jahr begründeten Kooperationen war die Gewinnung tiefer Kerne aus den polaren Eisschilden. Im Herbst 1960 begannen Arbeiten in [[Camp Century]] im Nordwesten Grönlands, die nach sechs Jahren den ersten ununterbrochenen Eisbohrkern bis auf den Felsboden in 1388 m Tiefe trieben. Das Bohrgerät wurde vom ''Cold Regions Research and Engineering Laboratory'' (CRREL) der [[U.S. Army]] bereitgestellt. Anschließend gelang es in der Westantarktis, mit demselben Gerät bis 1968 mit einem Bohrkern in der Nähe der [[Byrd-Station]] bis in 2164 m Tiefe vorzudringen.

In den frühen 1970er Jahren wurde das [[Greenland Ice Sheet Project]] (GISP) geboren, unter Leitung eines Teams der [[Universität Kopenhagen]]. Mit einem neu entwickelten Bohrer namens ''Istuk'' erreicht das Projekt in drei Feldkampagnen, 1979 – 1981, bei ''Dye 3'' in 2038 m Tiefe anstehendes Gestein.<ref name="jouzel2013"/>

In der zentralen Ostantarktis begannen im April 1970 sowjetische Forscher nahe der [[Wostok-Station]] mit Bohrungen und erreichten im September des gleichen Jahres eine Tiefe von knapp 507 m. Dort wurde schließlich 1998 auch der 3623 m lange Vostok-Eiskern gewonnen, der 420.000 Jahre in die Vergangenheit zurückreicht. Im Februar 2012 stieß das Projekt in 3769 m Tiefe zum [[Wostoksee]] durch.<ref name="jouzel2013"/>

Ein französisches Team führte, nach ersten Bohrungen im ostantarktischen [[Adélieland]], Ende der 1970er Jahre eine 905 m tiefe Bohrung an der [[Station Dome Concordia]] ([[Dome Charlie]]) in der zentralen Ostantarktis durch. Dieser Ort, auf einer [[Eisdom|Kuppe des Eisschildes]], erlaubte eine einfachere Interpretation der gewonnenen Daten, denn die Akkumulation des Gletschereis erfolgt vertikal und weist kaum seitliche Fließbewegungen auf. Damit kann angenommen werden, dass eingelagertes Eis auch an diesem Ort entstanden ist. Die [[Australian National Antarctic Research Expeditions]] bohrten am [[Law Dome]], im ostantarktischen [[Wilkesland]], und am ''Dome Summit'', wo sie 1993 das Gestein erreichten.<ref name="jouzel2013"/>

Die bei ''Camp Century'' und ''Dye 3'' gewonnenen grönländischen Bohrkerne zeigten zwar eine Folge abrupter Klimaschwankungen, lieferten aber keine ausreichenden Informationen über das letzte Interglazial, die [[Eem-Warmzeit]] (vor 115.000–126.000 Jahren). Der dänische Paläoklimatologe [[Willi Dansgaard]] und sein US-amerikanischer Kollege [[Wallace Broecker]] initiierten daher zwei neue Bohrungen, die zeitgleich und unweit voneinander stattfinden sollten. Das europäische ''Greenland Ice Core Project'' ([[GRIP (Bohrung) |GRIP]]) fand in den Jahren 1990–1992 von der höchsten Stelle des Eisschildes aus statt und erreichte eine Tiefe von fast 3029 m, das 28 km westlich gelegene amerikanische ''Greenland Ice Shield Project 2'' ([[Greenland Ice Sheet Project#GISP2 |GISP2]], 1990–1993) endete bei 3054 m. Aufgrund von Faltungen des Eises über dem unebenen Felsboden erwiesen sich Schichten mit einem Alter von mehr als 105.000 Jahren in beiden Projekt als nicht verlässlich. Dies motivierte die europäische [[Tiefbohrung]] [[NGRIP]] (North Greenland Ice Core Project) etwa 200 km nördlich über ebenem Fels in den Jahren 1996–2003. Es gelang einen 3085 Meter langen Bohrkern zu gewinnen, der 123.000 Jahre zurückreicht, also bis in die Mitte der letzten [[Warmzeit]] vor der heutigen, der Eem-Warmzeit.

Um Informationen über das gesamte Eem zu erhalten, schloss sich das Projekt ''North Greenland Eemian ice drilling'' (NEEM, bis Juli 2010) weiter im Norden Richtung ''Camp Century'' an. In diesem Eis konnte eine Sequenz datiert werden, die 128.500 Jahre in die Vergangenheit reicht und damit auch teilweise den Wechsel vom vorletzten Glazial (→ [[Saale-Kaltzeit]]) zum Eem dokumentiert.<ref name="jouzel2013"/>

Lange Zeit galt als ältester Bohrkern der 2004 erborte Eiskern vom europäischen Project [[EPICA]] (European Project for Ice Coring in Antarctica). Das Eis in 3270,2 Metern Tiefe ist ca. 900.000 Jahre<ref> {{Webarchiv|text=Alfred Wegener Institut, Projekt EPICA |url=http://www.awi.de/en/research/research_divisions/geosciences/glaciology/projects/epica/ |wayback=20090225235627}}</ref> alt und enthält damit Informationen von mehr als acht [[Eiszeitalter|Eiszeit]]-Zyklen. Das älteste erbohrte Eis mit einem Alter von 2,7 Millionen Jahren stammt aus einer horizontalen Bohrung von 2017 in [[Blaueisgebiet|Blaueis]] in den [[Allan Hills]]. Dort werden ältere Eisschichten nach oben getrieben, wenn sich das Eis über felsige [[Bergrücken]] schiebt.<ref>{{Literatur |Autor=Paul Voosen |Titel=2.7-million-year-old ice opens window on past |Sammelwerk=Science |Band=357 |Nummer=6352 |Datum=2017-08-18 |DOI=10.1126/science.357.6352.630 |Seiten=630–631 |Online=https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.357.6352.630 |Abruf=2025-01-16}}</ref> Der älteste kontinuierliche Bohrkern stammt aus dem europäischen Projekt „[[Beyond EPICA – Oldest Ice]]“. Anfang 2025 wurde bekannt gegeben, dass man in einer 2800 m tiefen Bohrung in den obersten 2480 m eine ungebrochene Aufzeichnung der letzten 1,2 Millionen Jahren fand.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse/presse-detailansicht/mehr-als-12-millionen-jahre-altes-eis-erbohrt.html |titel=Presse Detailansicht - AWI |abruf=2025-01-16}}</ref>

== Landeisschilde ==
[[Datei:GISP2D1837 crop rotated.jpg|mini|80px|Längsschnitt eines Bohrkerns aus dem [[Grönländischer Eisschild|Grönländischen Eisschild]]]]
Von Jahr zu Jahr setzt sich eine neue Schicht Eis ab, eine so genannte Jahresschicht. Somit besteht ein solcher [[Eisschild|Landeisschild]] aus vielen übereinander liegenden Schichten Eis. Bohrungen werden dabei typischerweise am Scheitel eines Eisschilds durchgeführt, der sogenannten [[Eisscheide]], wo überwiegend nur eine vertikale Bewegungen des Eises stattfindet, so dass Störungen durch seitliche Fließbewegungen vermieden werden.<ref> {{Webarchiv|text=Universität Jena; M. Pirrung, M. Kunz-Pirrung, L. Viereck-Götte; ''Eisschilde und Eiskernarchive'' |url=http://www.igw.uni-jena.de/angeol/vorlesungen/eis/Eis.htm |wayback=20070611200159}}</ref>

Eisschilde befinden sich vor allem in der [[Antarktis]] und in [[Grönland]]. Einige haben eine Dicke von über 3000 m und sind mehrere hunderttausend Jahre alt. Allerdings werden auch Untersuchungen an den [[Gletscher]]n der polaren und gemäßigten Klimazonen sowie in den [[Tropen]] durchgeführt, wie etwa am [[Kilimandscharo]]..

== Analysen ==
Je tiefer eine Jahresschicht im Eis liegt, desto älter und dünner ist sie, da das Gewicht der darüber liegenden Schichten sie zusammendrückt und zur Seite fließen lässt. Untersucht man diese einzelnen Schichten, kann man sehr genaue Informationen zu ganz bestimmten Jahren herausfinden, indem man die Schichten von oben abzählt. Die Dicke der einzelnen Jahresschichten gibt dabei Hinweise auf die jeweilige [[Niederschlagsmenge]].

Hinweise auf Ereignisse werden sowohl im Hinblick auf den Zeitpunkt ihres Auftretens, wie auch auf eine gegebenenfalls vorhandene, zeitliche Periodizität hin untersucht. Eisbohrkerne werden immer verglichen, d. h., es wird geprüft, ob sich ein Ereignis in einem anderen, ggf. an ganz anderer Stelle gewonnenen Eisbohrkern, der Spuren aus derselben Zeit zeigt, wiederfinden lässt.<ref name="GISP2Infos">{{Internetquelle |hrsg=Greenland Ice Sheet Project 2 |titel=Ice Cores That Tell the Past |url=https://climatechange.umaine.edu/gisp2/moreinfo/icecorespast.html |abruf=2024-03-18}}</ref>

Analysen von Eisbohrkernen sind eine einzigartige Möglichkeit, Informationen über das Klima in Arktis und Antarktis in den vergangenen Jahrzehnten, Jahrhunderten, Jahrtausenden und noch weiter zurückliegenden Zeiträumen zu erlangen. Sie gelten als sehr wichtig für die [[Klimatologie|Klimaforschung]], speziell für die Erforschung des [[Klimawandel]]s, der [[globale Erwärmung|globalen Erwärmung]] und der Frage, welcher Anteil des Klimawandels anthropogen (menschengemacht) ist.

'''siehe auch''': [[Folgen der globalen Erwärmung in der Arktis]], [[Folgen der globalen Erwärmung in der Antarktis]]

=== Gasanalysen ===
Das Eis enthält kleine Luftbläschen, die vor Jahrtausenden eingeschlossen wurden. Von Interesse sind [[Spurengase]]; ihr Anteil in der Luft ist weit unter 1 %. Untersucht werden die Konzentrationen von [[Kohlenstoffdioxid]] und [[Methan]], da diese [[Treibhausgas]]e das damalige Klima beeinflussten.
Die Analyse der [[Beryllium]]isotope und Kohlenstoffisotope lässt auf die damalige [[Sonnenaktivität]] schließen. Eine Temperaturanalyse geschieht unter anderem mit Hilfe des [[Δ18O|δ18O-Signals]]. Daneben wird auch das Verhältnis von 2H /1H ([[Deuterium]]/[[Wasserstoff]]) bestimmt, woraus sich zusätzliche Informationen über Verdunstungs- und Kondensationstemperaturen ergeben. So lässt sich aus Eisbohrkernen die Entstehungstemperatur des Niederschlags und damit die Lufttemperatur in den Polargebieten der Erde über annähernd eine Million Jahre rekonstruieren. Das Verhältnis von 3He zu 4He gibt Hinweise auf Änderungen der Ausrichtung des [[Erdmagnetfeld]]es. Durch die Analyse des eingeschlossenen 81[[Krypton|Kr]] kann Eis datiert werden, das älter als 50.000 Jahre ist.<ref name="GISP2Infos"/>

=== Analyse eingeschlossener Feststoffe ===
[[Datei:Icecore-thinsection awi.jpg|miniatur|Aus Teilen eines Eisbohrkerns gefertigter [[Dünnschliff]] in polarisiertem Licht (Quelle: [[Alfred-Wegener-Institut]])]]
Staubgehalt, Ionen- bzw. bestimmte Elementkonzentrationen lassen Rückschlüsse auf die [[Planetarische Zirkulation|atmosphärischen Zirkulation]] und die zur Entstehungszeit vorherrschenden mittleren Windstärken zu.

In Eisbohrkernen gefundene Staubschichten können von [[Vulkanausbruch|Vulkanausbrüchen]] herrühren, die bisweilen Klimaveränderungen angestoßen haben. Eine Datierung der Ausbrüche mit Hilfe von Eisbohrkernen ist erheblich genauer als die [[Radiokohlenstoffdatierung]]. Die [[Elektrische Leitfähigkeit|Leitfähigkeit]] des Eises liefert Informationen über die Menge vulkanischer Ablagerungen vergangener Ausbrüche. [[Petrografie|Petrografisch]] wird Glas vulkanischen Ursprungs mit [[Elektronenmikroskop]]en und [[Sekundärionen-Massenspektrometrie|Sekundärionen-Massenspektrometern]] untersucht. Die spezifische Konzentration bestimmter Oxide und Spurenelemente kann anschließend mit Proben in Frage kommender Vulkanausbrüche verglichen und zugeordnet werden. Hierbei wird nicht nur mit einer zeitlichen Auflösung von Dekaden und Jahrhunderten untersucht, ob ein Vulkanausbruch klimarelevante Folgen hatte; es wird auch umgekehrt geprüft, ob die Auswirkungen einer Klimaveränderung – wie beispielsweise eine [[Gletscherschmelze|Entgletscherung]] – einen nachweisbaren Einfluss auf die vulkanische Aktivität hatte.<ref name="GISP2Infos"/>

Daneben kann festgestellt werden, ob gefundene Staubkörnchen terrestrischen oder extraterrestrischen Ursprung haben und ggf. von Meteoriten- bzw. Mikrometeoriteneinschlägen stammen. Es werden Spuren von [[Iridium]] (Ir) und [[Osmium]] (Os) gesucht. Das Verhältnis von 187Os / 186Os entscheidet, ob die Partikel vulkanischen Ursprung haben oder einem Meteoriteneinschlag zuzuordnen sind. Stammen die Elemente aus der Erdkruste, ist dieses Verhältnis 400 zu 1, bei Meteoriten ist es 3 zu 1.<ref name="GISP2 Notebook2">{{Internetquelle |hrsg=Greenland Ice Sheet Project 2 |titel=GISP2 Notebook – Number 2, Spring 1992 – GISP2 Update |url=https://climatechange.umaine.edu/gisp2/notebooks/notebook2.html |abruf=2024-03-18}}</ref>

Andere Stoffe liefern Hinweise auf die [[Umweltgeschichte]] und den Einfluss des Menschen. In den grönlandischen Eislagen, die in dem Zeitraum 1100 v. Chr. – 800 n. Chr. datieren, finden sich zum Beispiel [[Schwermetall]]e wie Blei, die bei der [[Silberbergbau|Silbergewinnung]] in Europa und dem Mittelmeerraum eingesetzt wurden und mit Luftströmungen nach Norden transportiert und im Eisschild eingelagert wurden. Jahresgenau datierte Bleikonzentrationen korrespondieren eng mit der Wirtschaftsgeschichte der europäischen Antike, etwa Krisen des römischen Reiches oder dem Silbergehalt [[Römische Währung|römischer Münzen]].<ref>{{Literatur |Autor=Joseph R. McConnell u. a. |Titel=Lead pollution recorded in Greenland ice indicates European emissions tracked plagues, wars, and imperial expansion during antiquity |Sammelwerk=Proceedings of the National Academy of Sciences |Datum=2018-05-29 |DOI=10.1073/pnas.1721818115}}</ref> Im arktischen [[Meereis]] aus den Jahren 2014 und 2015 wurden pro Liter Eis zwischen 33 und 75.143 [[Mikroplastik|Mikroplastik-Teilchen]] gefunden.<ref>{{Literatur | Autor=Ilka Peeken, Sebastian Primpke, Birte Beyer, Julia Gütermann, Christian Katlein, Thomas Krumpen, Melanie Bergmann, Laura Hehemann & Gunnar Gerdts | Titel=Arctic sea ice is an important temporal sink and means of transport for microplastic | Sammelwerk=[[Nature Communications]] | Band= | Datum=2018 | Seiten= | DOI=10.1038/s41467-018-03825-5}}</ref>

2022 wurde erstmals auch im Schnee der [[Antarktis]] Mikroplastik nachgewiesen.<ref>[https://www.geo.de/natur/erstmals-mikroplastik-im-schnee-der-antarktis-nachgewiesen-31932128.html ''Erstmals Mikroplastik im Schnee der Antarktis nachgewiesen.''] ''Geo Plus Magazine'' vom 7. April 2022, abgerufen am 29. April 2023.</ref><ref>[https://www.bund.net/themen/aktuelles/detail-aktuelles/news/mikroplastik-erstmals-in-frisch-gefallenem-schnee-in-der-antarktis-nachgewiesen/ ''Mikroplastik erstmals in frisch gefallenem Schnee in der Antarktis nachgewiesen.''] ''Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e. V. (BUND)'' vom 15. Juni 2022, abgerufen am 29. April 2023.</ref>

== Einlagerung ==

Die von sieben französischen, italienischen und Schweizer wissenschaftlichen Institutionen gegründete [[Ice Memory Foundation]] (dt. etwa ''Eisgedächtnis-Stiftung'') hat sich das Ziel gesetzt, Eisbohrkerne aus ausgewählten bedrohten Gletschern über Jahrzehnte und Jahrhunderte sicher einzulagern. Dies soll bei −50 °C in der [[Ostantarktis]] in der Nähe der französisch-italienischen Forschungsstation [[Station Dome Concordia]] erfolgen.<ref>{{Internetquelle |hrsg=Ice Memory Foundation |titel=Ice Memory Foundation |url=https://www.ice-memory.org/about-us/ |abruf=2024-03-18}}</ref> Damit will die Stiftung für zukünftige Forschung die im Gletschereis enthaltenen Informationen bewahren, die durch die weltweite [[Gletscherschmelze]] verlorenzugehen droht. Seit 2016 gewinnt die Stiftung in Zusammenarbeit mit anderen wissenschaftlichen Organisationen in Bohrkampagnen weltweit Eisbohrkerne von schrumpfenden Gletschern, beispielsweise in den französischen und Schweizer Alpen, in den bolivarischen Anden, im russischen Kaukasus und Altai und auf [[Spitzbergen (Insel) |Spitzbergen]].<ref>{{Internetquelle |hrsg=Ice Memory Foundation |titel=Collecting Ice Cores |url=https://www.ice-memory.org/collecting-ice-cores/ |abruf=2024-03-18}}</ref><ref>{{Internetquelle |hrsg=Centre national de la recherche scientifique |titel=Saving the ice memory of Svalbard’s glaciers where global warming impacts are going 4 times faster |datum=2023-04-03 |url=https://www.cnrs.fr/en/press/saving-ice-memory-svalbards-glaciers-where-global-warming-impacts-are-going-4-times-faster |abruf=2024-03-18}}</ref>

== Siehe auch ==

* [[Dome F]]

== Literatur ==

* {{Literatur |Autor=[[Willi Dansgaard]] |Titel=Frozen Annals – Greenland Ice Sheet Research |Datum=2005 |ISBN=87-990078-0-0 |Online=http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/publications/FrozenAnnals.pdf |Format=PDF |KBytes=6780}}
* {{Literatur |Autor=J. Jouzel |Titel=A brief history of ice core science over the last 50 yr |Sammelwerk=Climate of the Past |Datum=2013-11 |DOI=10.5194/cp-9-2525-2013}}
* {{Literatur |Autor=Chester C. Langway |Titel=The History of early Polar Ice Cores |Datum=2008-01 |Reihe=Technical Reports |NummerReihe=TR-08-01 |Online=http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/about_centre/history/Langway_2008_The_history_of_early_polar_ice_cores.pdf |Format=PDF |KBytes=5570}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Ice cores|Eisbohrkerne}}
* [https://climatechange.umaine.edu/gisp2/Greenland Ice Sheet Project 2] (engl.)
* [http://www.nerc-bas.ac.uk/public/icd/grip/griplist.html Greenland Ice Core Project (GRIP)] (engl.)
* [https://www.awi.de/forschung/geowissenschaften/glaziologie/schwerpunkte/eiskernforschung.html Eiskernforschung - Alfred-Wegener-Institut]
* [https://www.uni-bonn.de/de/neues/139-2020 Eiskernforschung in der Antarktis wirft neues Licht auf die Rolle des Meereises für den Kohlenstoffhaushalt - Universität Bonn]

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4327843-7}}

[[Kategorie:Geochronologie]]
[[Kategorie:Klimatologie]]
[[Kategorie:Glaziologie]]
[[Kategorie:Erdbohrtechnik]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]

Eisbohrkern - Versionsgeschichte

imported>DeWikiMan: Änderungen von ~2026-12023-59 (Diskussion) auf die letzte Version von Ekab zurückgesetzt