Unter der Antarktis verbirgt sich ein 100 km großer Granitblock, der künftige Klimavorhersagen grundlegend verändern könnte.

Beneath Antarktikas stillem Eis sind Wissenschaftler auf etwas Gigantisches und Uraltes gestoßen, das im Verborgenen unsere künftigen Meere mitprägt.

Fernab jeglicher Stadtlichter, über dem knarrenden Pine-Island-Gletscher, registrierte ein Forschungsflugzeug ein seltsames Ziehen der Schwerkraft. Dieses winzige Signal hat inzwischen einen vergrabenen Block kontinentalen Gesteins von der Größe eines kleinen Landes enthüllt – und zwingt Klimaforschende dazu, neu zu bewerten, wie schnell der Ozean steigen könnte.

Ein 100-km-Granitgigant unter dem Eis

In den abgelegenen Hudson Mountains in der Westantarktis haben verstreute rosafarbene Granitblöcke Feldteams jahrzehntelang rätseln lassen. Sie wirken fehl am Platz auf dunklen vulkanischen Graten, abgestellt wie vergessenes Gepäck hoch über dem Eis. Ihre Chemie passt nicht zu den umliegenden Gesteinen. Auch ihre Lage ergibt für normale Erosion keinen Sinn.

Das Rätsel vertiefte sich, als Geologinnen und Geologen Kristalle datierten, die in diesen Blöcken eingeschlossen sind. Mithilfe radioaktiven Zerfalls in winzigen Zirkonkörnern verfolgten sie das Alter des Granits rund 175 Millionen Jahre zurück – in die Jurazeit. Dinosaurier streiften durch üppige Wälder, während dieses Magma langsam zu festem Gestein abkühlte, lange bevor die Antarktis gefror.

Diese einsamen Blöcke werden nun mit einem vergrabenen Monster in Verbindung gebracht. Mithilfe ultrasensibler gravimetrischer Messungen aus Flugzeugen des British Antarctic Survey kartierten Forschende einen dichten Gesteinskörper, der unter dem Pine-Island-Gletscher verborgen liegt.

Messungen deuten auf ein Granitmassiv hin, das sich über etwa 100 km erstreckt und rund 7 km mächtig ist – eingeschlossen unter Hunderten Metern Eis. Man stelle sich einen umgedrehten Mont Blanc vor: zu Stein geworden und festgefroren.

Als das Forschungsflugzeug über den Gletscher flog, stießen winzige Veränderungen im Schwerefeld der Erde seine Instrumente an. Wo die Masse der Erdkruste zunimmt, zieht die Schwerkraft etwas stärker. Indem Tausende dieser kleinen Variationen zusammengefügt wurden, rekonstruierten die Wissenschaftler die Form des vergrabenen Granits und verknüpften ihn mit den Blöcken an der Oberfläche.

Von einzelnen Findlingen zu einem verborgenen Massiv

Ein geologischer Krimi

Die Untersuchung stützte sich auf zwei unabhängige Beweislinien, die erst später zusammenpassten. Auf der einen Seite sammelten Feldgeologen die rosafarbenen Blöcke, schnitten sie auf und datierten sie. Auf der anderen Seite verarbeiteten Geophysiker Schwerefelddaten aus wiederholten Flügen über den Pine-Island-Gletscher und sein Umland.

Zunächst sah die Schwerefeld-Anomalie aus wie viele andere: ein dichter Bereich in der Erdkruste, möglicherweise mit alter tektonischer Aktivität verbunden. Erst als Forschende die Anomaliekarte mit den Fundorten und Altern der Granitblöcke überlagerten, ergab sich ein klareres Bild. Die Blöcke an der Oberfläche passten sowohl in Zusammensetzung als auch in geologischer Geschichte zu dem verborgenen Körper.

Diese Übereinstimmung veränderte den Status der umherliegenden Gesteine. Sie waren keine seltsamen Außenseiter mehr. Sie waren Fragmente, die vom obersten Teil des vergrabenen Massivs abgerissen, vom fließenden Eis transportiert und zurückgelassen wurden, als der Gletscher dünner wurde.

Der Gletscher verhielt sich wie ein Förderband mit langem Gedächtnis: Er hob Blöcke aus der Tiefe an und lieferte sie in die Berge, wo sie warteten, bis jemand ihre Geschichte lesen würde.

Gletscher als Langstrecken-Transporter für Gestein

Gletscher wirken auf Satellitenbildern oft reglos, doch sie mahlen sich Jahr für Jahr vorwärts. Ihre Basis schabt am Grundgestein, bricht Blöcke heraus und zerreibt kleinere Fragmente zu feinem Sediment. Der Pine-Island-Gletscher, einer der am schnellsten veränderlichen Eisströme der Antarktis, wirkt in dieser Landschaft wie ein mächtiger Bulldozer.

Während der letzten Eiszeit war der Gletscher mächtiger und ausgedehnter als heute. Unter dieser zusätzlichen Last konnte seine Basis größere Granitstücke aus dem oberen Bereich des vergrabenen Massivs herausbrechen. Als es wärmer wurde und sich der Gletscher Richtung Kontinent zurückzog, strandeten einige dieser Gesteine hoch auf nahegelegenen vulkanischen Gipfeln – dort, wo moderne Geologen sie fanden.

Jeder Findling, einst isoliert und rätselhaft, dient nun als Probe aus einem Ort, den Menschen möglicherweise nie direkt erreichen: dem Felsgrund unter Hunderten Metern Eis.

Warum vergrabener Granit für künftige Meere wichtig ist

Subglaziale Geologie steuert, wie Eis fließt

Auf den ersten Blick klingt ein Granitblock unter einem Gletscher nach einer Kuriosität, nicht nach einer Klimageschichte. Doch Form und Rauigkeit des Untergrunds unter dem Pine-Island-Gletscher beeinflussen stark, wie schnell das Eis zum Ozean fließt.

Ein harter, unebener Untergrund kann das Eis durch mehr Reibung bremsen. Eine glattere Oberfläche – oder eine, die von Sediment und Schmelzwasser bedeckt ist – lässt den Gletscher leichter gleiten. Das neu kartierte Granitmassiv verändert sowohl die Topografie als auch das „Leitungssystem“ an der Gletscherbasis.

Schmelzwasser von oben und durch Reibung an der Basis folgt häufig den Tiefpunkten um ein solches Massiv herum. Kanäle können den Abfluss in schmale Zonen bündeln, in denen der Gletscher schneller rutscht. Andere Bereiche können „klebrig“ werden, wenn das Eis auf höhere, rauere Rücken gepresst wird.

Klimamodelle brauchen diese verborgene Landschaft – ihre Hügel, Mulden und Gesteinsarten –, um abzuschätzen, wie schnell ein Gletscher wie Pine Island sich unter sich erwärmenden Ozeanen und in wärmerer Luft zurückziehen kann.

Futter für die nächste Generation von Klimamodellen

Der Pine-Island-Gletscher entwässert einen großen Teil des Westantarktischen Eisschilds – ein System, das genug Eis enthält, um den globalen Meeresspiegel über Jahrhunderte um mehrere Meter anzuheben. Der Gletscher hat in den letzten Jahrzehnten bereits Milliarden Tonnen Eis verloren, weil warmes Ozeanwasser seine schwimmende Zunge von unten angreift.

Um zukünftige Veränderungen zu prognostizieren, nutzen Forschende Computermodelle, die simulieren, wie Eis auf Erwärmung reagiert. Diese Modelle haben oft Schwierigkeiten, weil der Felsgrund unter dem Eisschild schlecht bekannt ist. Bislang wurde ein Großteil dieser subglazialen Welt durch fundierte Annahmen ergänzt.

Der Granitfund liefert Modellierenden harte Randbedingungen für eine Schlüsselregion. Er verfeinert Abschätzungen zu:

• der Reibung zwischen Eis und Grundgestein in verschiedenen Zonen
• wo basales Schmelzwasser sich stauen oder schnell abfließen kann
• wie mächtig der Gletscher in früheren Kaltzeiten war
• wie schnell sich die Eiskante unter Erwärmung zurückziehen kann

Durch die Kombination der Alter der Granitblöcke mit der kartierten Form des vergrabenen Massivs gewinnen Wissenschaftler zudem Hinweise auf frühere Fließrichtungen und -geschwindigkeiten des Eises. Diese Geschichte hilft, Modelle zu validieren: Wenn eine Simulation reproduzieren kann, was vor 20.000 Jahren geschah, werden ihre Projektionen für die nächsten 200 Jahre verlässlicher.

Archäologie des Eisschilds mit Flugzeugen und Geologenhammer

Hightech am Himmel, Lowtech im Gestein

Diese Arbeit liegt an der Grenze zwischen klassischer Geologie und moderner Geophysik. Feldteams, manchmal wochenlang auf windigen Graten im Camp, heben einzelne Steine auf, beschriften sie von Hand und bringen sie in Labore. Dort entschlüsseln Mikroskope und Massenspektrometer Alter und Herkunft Korn für Korn.

Über ihnen fliegen Forschungsflugzeuge präzise Muster am Himmel. Bordgeräte messen nicht nur Schwerefeldvariationen, sondern auch Magnetfelder und Radarreflexionen von der Eisunterseite. Algorithmen filtern Störungen durch die Flugbewegung heraus und verwandeln schwache Signale in scharfe Karten.

Nur durch die Kombination beider Ansätze – Steine in der Hand und Daten aus der Luft – konnten Forschende den verborgenen Granitblock mit Sicherheit umreißen. Ohne das eine oder das andere wäre die Geschichte unvollständig und mehrdeutig geblieben.

Ein Kontinent voller vergrabener Überraschungen

Die Entdeckung bei Pine Island unterstreicht, wie wenig wir über die subglaziale Geologie der Antarktis wissen. Radar hat unter dem Eisschild Gebirgszüge so hoch wie die Alpen sichtbar gemacht. Schwerefeldmessungen deuten auf Rift-Täler und alte Plattengrenzen hin. Doch riesige Gebiete sind weiterhin nur lückenhaft kartiert.

Verborgenes Merkmal	Nachweismethode	Klimarelevanz
Vergrabene Granitmassive	Schwerefeldmessungen, Gesteinsdatierung	Steuert Reibung und Muster des Eisflusses
Subglaziale Seen	eisdurchdringendes Radar	Beeinflusst Schmelzwasserwege und basales Gleiten
Rift-Täler und Störungen	seismische Messungen, Magnetik	Beeinflussen Wärmefluss in der Kruste und Eisstabilität

Jedes neu kartierte Merkmal unter dem Eisschild wirkt darauf zurück, wie wir über Meeresspiegeländerungen nachdenken. Das Granitmassiv unter Pine Island reiht sich in eine wachsende Liste verborgener Strukturen ein, die beeinflussen, wie sich antarktisches Eis in einer wärmer werdenden Welt verhält.

Über Pine Island hinaus: Was das für Küstengesellschaften bedeutet

Die Verbindung zwischen einem vergrabenen jurassischen Gesteinskörper und dem Risiko von Küstenüberschwemmungen mag weit hergeholt klingen – doch die Kette der Folgen ist direkt. Die Form des Grundgesteins bestimmt den Eisfluss. Der Eisfluss steuert, wie schnell Masse in den Ozean abfließt. Dieser Abfluss setzt zusammen mit der thermischen Ausdehnung des Meerwassers das Tempo des Meeresspiegelanstiegs.

Aktuelle Projektionen deuten darauf hin, dass die Westantarktis unter Szenarien mit hohen Emissionen bis 2100 mehrere Dutzend Zentimeter zum globalen Meeresspiegel beitragen könnte, wobei der Pine-Island-Gletscher und sein Nachbar, der Thwaites-Gletscher, als zentrale „Tore“ wirken. Eine verfeinerte subglaziale Karte hilft, diese Spanne einzuengen und Planenden weniger Rätselraten zu lassen, wenn sie Deiche, Entwässerungssysteme oder Strategien für geordneten Rückzug entwerfen.

Für tiefliegende Gemeinschaften in Deltas, Ästuaren und auf kleinen Inseln zählt jeder Zentimeter. Sturmfluten kommen auf den mittleren Meeresspiegel obendrauf. Ein besseres Verständnis dafür, wie schnell Pine Island destabilisieren könnte, gibt Küstenbehörden ein klareres Gefühl für Dringlichkeit und Zeithorizonte der Anpassung.

Was als Nächstes unter dem Eis kommt

Die Granitentdeckung zeigt auch, wie viele Teile im antarktischen Puzzle noch fehlen. Schwerefeld- und Radarmessungen sind weiterhin unvollständig, besonders im entlegeneren Inneren. Seismische Studien, die Schwingungen durch die Erdkruste schicken, um ihre Struktur abzubilden, decken nur begrenzte Korridore ab.

Forschende sprechen nun von „Eisschild-Tomografie“: einer schichtweisen Rekonstruktion von Gesteinsart, Temperatur und Form des Untergrunds unter dem gesamten Kontinent. Diese Vision würde mehr Flüge, mehr autonome Instrumente auf dem Eis und vielleicht irgendwann Tiefbohrungen in derzeit unerreichbaren Regionen erfordern. Jeder neue Datensatz zieht die Verbindung zwischen uralter Geologie und naher Klimarisiko-Zukunft enger.

Für alle, die Klimawissenschaft aus der Ferne verfolgen, ist diese Geschichte eine nützliche Erinnerung: Nicht jeder Fortschritt kommt von Satelliten oder spektakulären neuen Modellen. Manchmal liegt der entscheidende Hinweis in einem einzelnen rosafarbenen Findling auf einem windigen Grat – und wartet 175 Millionen Jahre darauf, dass jemand ihn mit einem kaum spürbaren Wackeln in den Instrumenten eines Flugzeugs darüber verbindet.