Der tiefste Punkt an Land liegt nicht in einer Schlucht, die man betreten könnte, sondern unter dem Eis der Ostantarktis. Der Felsgrund unter dem Denman-Gletscher reicht mehr als 3.500 Meter unter den Meeresspiegel, tiefer als jede andere bekannte Stelle auf einem Kontinent. Sichtbar wurde der Trog erst durch ein Rechenverfahren, das die Lücken jahrzehntelanger Radarmessungen schloss. Wasser steht dort nicht, der gesamte Hohlraum ist bis zum Rand mit Eis ausgefüllt.
Unter dem antarktischen Eisschild verbirgt sich eine vollständige Landschaft aus Gebirgen, Becken und Tälern, von der an der Oberfläche nichts zu erkennen ist. Diese Form des Untergrunds bestimmt, wie schnell das Eis fließt, wo es am Fels aufliegt und wo warmes Meerwasser darunter vordringen kann. Erkundet wird sie seit Jahrzehnten mit Eisradar: Flugzeuge senden Mikrowellenimpulse nach unten, die das Eis durchdringen und vom darunterliegenden Gestein zurückgeworfen werden. Aus der Laufzeit ergibt sich die Eisdicke und damit die Höhe des Felsbodens. Das Verfahren funktioniert gut über weiten, flachen Strecken, stößt aber dort an Grenzen, wo die Geländeformen steil und eng sind, und es bleiben große Gebiete, die nie überflogen wurden.
Genau in dieser Lücke lag der tiefste Punkt an Land. Der Denman-Gletscher in der Ostantarktis ist ein rund 20 Kilometer breiter Eisstrom, der Eis aus dem Inneren des Kontinents zur Küste transportiert, und dass unter ihm ein Trog liegt, war seit Langem bekannt. Wie tief dieser Trog reicht, ließ sich jedoch nicht messen, weil die Radarimpulse an den steilen Talwänden seitlich reflektiert wurden und das eigentliche Echo vom Talboden überdeckten. Die Lösung kam nicht aus einer neuen Messkampagne, sondern aus der Physik: Wenn bekannt ist, wie viel Eis in ein Tal hineinfließt und wie schnell es sich bewegt, lässt sich über die Massenerhaltung berechnen, wie viel Platz dieses Eis im Untergrund beansprucht.
Auf dieser Grundlage entstand die Karte BedMachine Antarctica, in der Daten aus mehr als 40 Jahren und von 19 Forschungseinrichtungen zusammengeführt wurden. Die zugehörige Arbeit von Mathieu Morlighem und 36 weiteren Fachleuten erschien am 12. Dezember 2019 und ist als Beitrag in Nature Geoscience zur Bettgeometrie des Eisschilds veröffentlicht worden, wo der Denman-Trog als tiefster kontinentaler Punkt der Erde ausgewiesen wird. Die Rinne ist etwa 100 Kilometer lang und 20 Kilometer breit, ihr Boden liegt an der tiefsten Stelle mehr als 3.500 Meter unter dem Meeresspiegel. Wasser gibt es dort keines, der Trog ist vollständig mit Eis gefüllt, das aus dem Inneren des Kontinents nachströmt.
Dass eine Struktur dieser Größe so lange verborgen blieb, liegt an der Kombination aus Tiefe, Enge und Eisbedeckung. Radarechos aus einem schmalen, tief eingeschnittenen Tal überlagern sich, sodass Messflüge über dem Denman zwar Daten lieferten, aber keine verwertbare Tiefenangabe. Erst die Rechnung über die Massenerhaltung löste den Widerspruch auf und ergab Werte, die etwa 2.000 Meter tiefer lagen als frühere Schätzungen. Wie die am British Antarctic Survey geführte Publikationsübersicht zu der Arbeit festhält, brachte dieselbe Karte auch das Gegenteil zutage: breite Felsrücken quer zu den Abflussbahnen, die den Rückzug anderer Gletscher bremsen. Für die Modellierung des Eisschilds sind beide Befunde gleich wichtig.
Zur Einordnung helfen zwei Vergleiche. Die tiefste Stelle an Land, die ein Mensch betreten kann, liegt am Ufer des Toten Meeres bei rund 413 Metern unter dem Meeresspiegel, also bei etwa einem Achtel der Tiefe des Denman-Trogs. Der Marianengraben im westlichen Pazifik reicht dagegen fast 11.000 Meter hinab, liegt aber im Ozean und zählt nicht als Land. Auch die oft genannte Yarlung-Tsangpo-Schlucht in Tibet, gemessen an ihren Wänden eine der größten der Erde, scheidet aus, weil ihr Talboden über dem Meeresspiegel bleibt. Wie wenig vom Boden unserer Erde tatsächlich kartiert ist, zeigen auch Funde aus großen Wassertiefen, etwa der Fund von 1.000 Haizähnen in 5.000 Metern Tiefe.
Die Geometrie des Untergrunds ist kein Kuriosum, sondern ein Risikofaktor. Entscheidend ist die Aufsetzlinie, also die Stelle, an der ein Gletscher zuletzt den Felsboden berührt, bevor er aufschwimmt. Satellitengestützte Radarinterferometrie zeigt, dass sich diese Linie an der Westflanke des Denman zwischen 1996 und 2018 um 5,4 Kilometer landeinwärts verschoben hat, während sie an der Ostflanke von einem rund zehn Kilometer breiten Felsrücken gehalten wird. Der Boden fällt auf der Westseite landeinwärts immer weiter ab, und solche rückläufigen Gefälle gelten als instabil, weil jeder Rückzugsschritt mehr Eisunterseite mit Meerwasser in Kontakt bringt. Ob dieses Wasser warm genug ankommt, hängt an der Zirkulation im Südpolarmeer, deren Verhalten sich als weniger vorhersagbar erweist als angenommen, wie der Befund zur Stabilität der atlantischen Umwälzpumpe zeigt.
Der Denman-Gletscher allein bindet Eis, das einem globalen Meeresspiegelanstieg von etwa 1,5 Metern entspricht, und zwischen 1979 und 2017 verlor er nach Auswertung von Satellitendaten rund 268 Milliarden Tonnen Masse. Sollte sich der Rückzug entlang des Trogs fortsetzen, wäre er nach heutigem Verständnis kaum noch umkehrbar, weil das Eis dann in ein immer tieferes Becken zurückweicht. Zugleich mahnt die jüngere Entwicklung zur Vorsicht bei einfachen Prognosen, denn in einzelnen Jahren hat der Kontinent unerwartet Masse gewonnen, wie die Auswertung zeigte, nach der die Antarktis binnen drei Jahren 695 Milliarden Tonnen Eis zulegte. Der tiefste Punkt der Erdoberfläche außerhalb der Ozeane bleibt damit ein Ort, den niemand je sehen wird und der trotzdem über Küstenlinien mitentscheidet.
Nature Geoscience, Deep glacial troughs and stabilizing ridges unveiled beneath the margins of the Antarctic ice sheet; doi:10.1038/s41561-019-0510-8