Greenland Ice Sheet Program

Das Greenland Ice Sheet Project (GISP) war ein Bohrprogramm zur Gewinnung von Eisbohrkernen aus dem grönländischen Eisschild, um damit paläoklimatologische Daten zu gewinnen. Es wurde von der amerikanischen National Science Foundation (NSF) finanziert und war eines der größten wissenschaftlichen Projekte in den späten 1970er und 1980er Jahren der NSF. GISP lief über eine Dauer von mehr als zehn Jahren. Die beteiligten Wissenschafter kamen aus Dänemark, Schweiz und den Vereinigten Staaten von Amerika. Neben der NSF wurde das Projekt von der Swiss National Science Foundation und der Danish Commission for Scientific Research kofinanziert.

Die vorläufige GISP-Feldarbeit startete 1971 mit Dye 3, bei dem ein 372 Meter langer Bohrkern mit einer Dicke von 10,2 cm gewonnen werden konnte. Daraufhin wurden jährlich Feldexpeditionen unternommen, um Bohrkerne aus mittleren Tiefen von unterschiedlichen Stellen des Eisschildes zu gewinnen. Die erste Bohrung brachte einen Bohrkern von 392m Länge bei Milcent und eine andere einen Bohrkern von 405m Länge im Jahr 1974 in der Nähe der Crete Station. Nach Lösung verschiedener logistischer und technischer Probleme, die sich auf die Entwicklung eines besseren Bohrturms bezogen, begann im Sommer 1979 eine Bohrung, die bis zum Gesteinsgrund von Dye 3 führen sollte. Im ersten Jahr wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 18cm gebohrt und bis zu einer Tiefe von 80m ausgeschalt. Die Kernbohrung wurde über zwei Jahreszeiten hindurch fortgeführt und am 10. August 1981 wurde war der Gesteinsgrund bei einer Tiefe von 2037m erreicht.

Die durch GISP gewonnenen Ergebnisse haben zu einem großen Erkenntnisgewinn über die Geschichte des Grönländischen Eisschildes und der Klimageschichte der Erde beigetragen. Sie haben den hohen Stellenwert aufgezeigt, die die in Eisschilden bewahrten Klimadaten haben. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass es während der letzten Eiszeit in Grönland heftige Klimaschwankungen gab, sog. Dansgaard-Oeschger-Ereignisse. Ebenso wurden Spuren sog. Heinrich-Ereignisse gefunden.

GISP2

Aus einer Tiefe von 1837m gewonnener GISP2 Eisbohrkern mit klar erkennbarer jährlicher Schichtung

Im Jahr 1989 begann GISP2 Eisbohrkerne mit einer Länge von 3000m sollten Klimadaten der letzten 200.000 Jahre liefern.
GISP2 wurde vom United States National Science Foundation Division of Polar Programs als Teil der Arctic System Science Initiative (ARCSS) finanziert. Am GISP2 Projekt waren Wissenschaftler der folgenden Institute beteiligt:

• United States Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory in Hanover, New Hampshire
• Desert Research Institute der Carnegie Mellon University in Reno, Nevada
• Massachusetts Institute of Technology
• Ohio State University
• Pennsylvania State University
• New York State Department of Health
• State University of New York at Albany
• State University of New York at Buffalo
• Lamont-Doherty Geological Observatory der Columbia University
• University of Arizona
• University of Colorado
• University of Miami
• University of New Hampshire
• University of Rhode Island
• University of Washington
• United States Geological Survey in Tacoma, Washington
• University of Wisconsin

Bohrort

Die GISP2-Bohrungen wurden am höchsten Punkt des grönländischen Eischildes durchgeführt, bei 72° 35′ 0″ N, 38° 28′ 0″ W72.583333333333-38.4666666666677 in einer Höhe von 3208m über NN, auf der Eisscheide von Westgrönland. An dieser Stelle fließt Eis sowohl nach Westen wie auch nach Osten ab.

Technik der Bohrung

Für die Bohrung wurde ein 20m hoher Bohrturm verwendet, dazu spezielle Bohrköpfe. Der Bohrkern wurde in Einzelteile von 2 und 6m Länge zersägt. Bei der Handhabung der Bohrkerne musste peinlich genau darauf geachtet werden, dass der Bohrkern nicht mit Fremd-Material kontaminiert wird, schon eine Berührung mit der bloßen Hand hätte die spätere Auswertung verfälschen können.
Als das Camp am 14. September 1991 geschlossen wurde, war im Rahmen von GISP2 eine Tiefe von 1510m erreicht worden, die ältesten Eisteile des Bohrkerns reichten bis zum Jahr 8000 v. Chr. zurück. Am 1.Juli 1993 wurde nach Durchbohrung von 3053,44m Eis und 1,55m Stein der längste Eisbohrkern gewonnen, der je angefertigt wurde.

Auswertung

Neben indirekten Temperaturmessungen mittels δ¹⁸O-Signal werden auch die Konzentrationen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, Methan und N2O untersucht. Das gefundene Kohlendioxid wird nicht nur nach seiner absoluten Konzentration hin untersucht, sondern auch dessen C14-Konzentration wird analysiert, um Hinweise auf den Ursprung des Kohlendioxids zu erhalten. Messungen der Leitfähigkeit werden dazu benutzt, einen schnellen Überblick über vergangene Vulkanausbrüche zu erhalten, da der veränderte Säuregehalt des Eises zu einer Veränderung der Leitfähigkeit führt. Wird solch ein Ereignis gefunden, können weitere Details des Ausbruchs über die Analyse von eingeschlossenen Staubteilchen (Größe, Zusammensetzung, Menge) gefunden werden. Messungen der Konzentration von SO4 geben Hinweise auf biologische oder vulkanische Aktivitäten, Konzentrationsänderungen von Sulfaten und NO3 weisen auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe, wie dies in den flachen Teilen von Core3 erkennbar war. Die Analyse der Konzentration von Iridium gibt Hinweise auf Meteoriteneinschläge, da dieses Material bevorzugt in Meteoriten vorkommt.

Siehe auch

• EPICA
• GRIP

Quellen

• GISP Infoseite der NOAA
• Homepage des GISP2-Projekts
• Infoseite auf der Homepage des GISP2-Projekts