Der Schock kam im Labor: Fachleute des Schweizer Paul Scherrer Instituts (PSI) bemerkten bei der Analyse eines Eiskerns, den sie aus einem 4100 Meter hohen Gletscher gebohrt hatten, dass nicht mehr alle erwarteten Informationen darin gespeichert waren. Die zunehmenden Temperaturen hatten einem der höchstgelegenen Alpengletschern, dem Corbassièregletscher des Grand Combin im Schweizer Kanton Wallis, so zugesetzt, dass er als Klimaarchiv unbrauchbar geworden war. Der Verlust der sensiblen Daten kam überraschend für das Team um Margit Schwikowski, das mit einer solch raschen Zerstörung nicht gerechnet hatte.

»Schon auf dem Gletscher haben wir gemerkt, dass diesmal etwas anders ist«, berichtet Schwikowski, die am PSI das Labor für Umweltchemie leitet. Eigentlich wollte ihr Team im Jahr 2020 durch das Eis bis hinunter zum Felsgrund in 80 Meter Tiefe bohren. »Eis ist relativ weich. Daher sind tiefe Bohrungen normalerweise kein Problem. Hier aber sind wir gescheitert«, erklärt die Forscherin. Bereits in 20 Meter Tiefe stießen sie auf eine dicke Eisschicht, an der sich das Werkzeug verkantete. »In dieser Tiefe hatten wir noch Firn erwartet. Mehrfach haben wir das Bohrcamp verlagert und neu angesetzt«, erzählt Schwikowski weiter. Das Ergebnis war überall das gleiche. Die Forschungsgruppe musste das Unterfangen schließlich abbrechen.

Gletscher sind für die Klimaforschung von unschätzbarem Wert. In ihrem Nährgebiet – dort, wo sich der Eisnachschub bildet – lagert sich Jahr für Jahr Schneeschicht auf Schneeschicht ab. Der ältere Schnee, Firn genannt, wird über die Jahre vom Gewicht der neuen Lagen immer weiter zusammengepresst, bis er Jahrzehnte später zu Eis geworden ist. Mit jedem Schneefall lagern sich auch Feinstaubpartikel aus der Luft auf dem Gletscher ab, die Schadstoffe wie Nitrat, Ammonium und Sulfat oder Schwermetalle enthalten. So sammeln sich über Jahrtausende im Gletschereis wertvolle Informationen über Klima- und Umweltbedingungen vergangener Zeiten. »Das kann man sich vorstellen wie bei Baumringen. Für uns ist Gletschereis wie eine Bibliothek, aus der wir eine Unzahl Informationen über die Vergangenheit gewinnen«, erklärt Schwikowski.

Alle Daten gelöscht

Ende 2023 haben die Forschenden die unvollständigen Bohrkerne, die sie vom Grand Combin geholt hatten, analysiert. Und mussten feststellen, dass sich daraus nichts mehr ablesen lässt. Um die Bohrkerne zu untersuchen, schmilzt man sie im Labor Schicht für Schicht und analysiert sie chemisch. Daraus erhält man detaillierte Informationen: »So können wir sogar die jahreszeitlichen Schwankungen im Klima ablesen, da gewisse Stoffe nur mit der warmen Sommerluft bis in die Höhen des Gletschernährgebiets gelangen«, erzählt Schwikowski. Bei diesem Bohrkern war das aber lediglich für die oberen drei oder vier Jahresschichten der Fall. Danach flachte die Kurve der Spurenstoffkonzentrationen zusehends ab, außerdem waren insgesamt sehr wenige Spurenstoffe enthalten. »Das dürfte nicht sein.«

Dass mit dem Bohrkern etwas nicht stimmte, war umso merkwürdiger, als ein an derselben Stelle gezogener Bohrkern aus dem Jahr 2018 noch völlig intakt war. Dort lieferten die Analysen die erwarteten Ergebnisse. Was war passiert?

Eine Eisschicht, die da nicht sein dürfte

Wie das Forscherteam vermutet, muss sich an der Oberfläche des Gletschers zwischen 2018 und 2020 viel Schmelzwasser gebildet haben, das dann in den Gletscher eindrang und die enthaltenen Spurenstoffe mit in die Tiefe nahm. »Die harte Eisschicht in 20 Meter Tiefe dürfte es eigentlich nicht geben«, erläutert Schwikowski. Der Druck, bei dem aus dem Firn Eis entsteht, werde bei den Alpengletschern erst in 40 bis 50 Meter Tiefe erreicht. Es musste also Schmelzwasser eingefroren sein – kein gutes Zeichen. Doch das allein erklärte die Befunde nicht zufrieden stellend. »Wären wir oberhalb der harten Schicht auf eine Art Konzentrat dieser Spurenstoffe gestoßen, hätte das diese Vermutung bestätigt«, führt Schwikowski fort. Das war aber nicht der Fall. Vielmehr war es offenbar so warm gewesen, dass bei Weitem nicht alles Wasser wieder einfror. »Ein großer Teil des Schmelzwassers floss wohl einfach auf der undurchlässigen Eisschicht durch den noch porösen darüberliegenden Firn ins Tal und riss die Spurenstoffe und damit die Klimainformation mit«, sagt die Chemikerin.

Auf der Suche nach einer Erklärung sah sich Schwikowskis Team die meteorologischen Daten der vergangenen Jahre an. Seit 2015 war es in den Alpen jedes Jahr deutlich wärmer gewesen als üblich. Zwischen 2018 und 2020 gab es jedoch keine speziellen Temperaturspitzen, also kein »Hitzejahr«, das für sich genommen die Schmelze ausgelöst haben könnte. »Stattdessen war es wegen der vielen warmen Jahre einfach nie mehr kalt genug gewesen, so dass der Gletscher irgendwann zwischen 2018 und 2020 eine kritische Schwelle überschritten hat«, erklärt Schwikowski. Dass die Erderwärmung die Gletscher rasant schwinden lässt, ist allen Klimawissenschaftlern klar – wie rasant, hätten aber viele unterschätzt, gibt die Forscherin zu. »Dass auch die Nährgebiete hochalpiner Gletscher derart betroffen sind, hätten wir nicht gedacht.« Wenn schon der hoch gelegene Corbassièregletscher als Klimaarchiv nicht mehr brauchbar ist, ist das vermutlich auch bei den meisten anderen Alpengletschern der Fall.

Einlagerung in der Antarktis geplant

Die Erkenntnis erschüttert die Fachleute besonders, da ausgerechnet dieser Eisbohrkern für eine Initiative gedacht war, die der Zerstörung der sensiblen Eisarchive durch den Klimawandel eigentlich zuvorkommen sollte: Da die Gletscher unaufhaltsam schwinden, hat sich eine Gemeinschaft von Eisbohrkern-Fachleuten aus aller Welt zur Ice Memory Foundation zusammengetan, um Eisbohrkerne aus 20 gefährdeten Gletschern in einem Archiv in der Antarktis einzulagern. Daraus sollen künftige Generationen Daten sammeln können, die sich mit den heutigen Methoden nicht erheben lassen. Im Moment würden erste DNA-Analysen möglich, erzählt Schwikowski, doch das sei erst der Anfang: »Wir hoffen eines Tages sogar historische Daten über Ökosysteme oder kursierende Krankheitskeime aus dem Eis gewinnen zu können. Es stecken vermutlich riesige Datenschätze im jahrtausendealten Eis, von denen wir heute noch gar nichts ahnen«, schätzt die Forscherin. Die Kerne sollen in der Nähe des Südpols in einer Schneehöhle bei der italienisch-französischen Forschungsstation Concordia dauerhaft verwahrt werden.

Eisbohrkerne aus den Alpen wird es in der Antarktis trotzdem geben, wenn auch nicht vom Grand Combin. Auf dem auf 4250 Metern gelegenen Gletscher des Col du Dôme am Mont Blanc wurde bereits 2016 gebohrt, ebenfalls auf dem Colle Gnifetti an der Grenze zwischen Italien und der Schweiz, der mit 4450 Metern noch höher liegt. Trotzdem ist das Projekt ein Wettlauf mit der Zeit – und sein Gelingen, wie sich nun gezeigt hat, alles andere als sicher.