Antarktis-Blog Teil 3

Die Traverse von Dumont d’Urville ist nach knapp zwei Wochen Fahrt in der ersten Dezemberwoche bei uns auf Dome C angekommen und damit der Rest von meinem Forschungsmaterial. So habe ich mich umgehend daran gemacht, die genommenen Schneeproben von Ende November aus dem Schneeprofil, deren Schneemikrostruktur wir in Davos mit dem Computertomographen untersuchen wollen, zu vergiessen. Weshalb und wie man Schneeproben vergiesst, würde ich gerne kurz erläutern. Stellt euch vor, man packt eine Schneeprobe in eine Kiste, klebt eine Briefmarke drauf und verschickt diese um den halben Globus. Dann hält man im besten Fall beim Klingeln des Pöstlers noch einen feuchten Karton in den Händen. Funktioniert also nicht!

Bezahlbare Kühltransporte können die homologe Temperatur von Schnee nicht so weit reduzieren, dass keine mikrostrukturellen Änderungen passieren würden. Und hier kommt das Vergiessen der Schneeproben ins Spiel. Füllen wir den Porenraum zwischen den Schneekristallen auf, verhindern wir, dass Wassermoleküle von der Kristalloberfläche wegsublimieren, sich anderswo wieder ablagern und so die Struktur verändern. Die Vergiessflüssigkeit muss natürlich ein paar spezielle Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel muss sie unterhalb des Gefrierpunkts gerade noch flüssig sein, darf Eis chemisch nicht lösen und sollte dann bei minus zwanzig Grad Celsius gefroren sein. Vergiessen konserviert also die Schneemikrostruktur, und wir können auch Monate später im Computertomographen noch messen, wie hier im Schneeprofil der Zustand war.

Nebst den etablierten Messmethoden habe ich auch ein Prototypengerät dabei, das ich auf Herz und Nieren teste. Diese Neuentwicklung ist mit finanzieller Unterstützung von Innosuisse entstanden. Das Ziel von Innosuisse ist, Wissen aus der Forschung in Zusammenarbeit mit der Industrie technisch so umzusetzen, dass es Marktreife erlangt und grundsätzlich den Weg in die „breite“ Öffentlichkeit findet. Mit dem SnowImager des SLF soll es das erste Mal möglich sein, ein Schneeprofil grossflächig zweidimensional zu vermessen. Die bis anhin angewendeten Methoden sind im wesentlichen Punktmessungen und mit etwas Fleiss kann man solche durch Hintereinanderreihen zu einem eindimensionalen Profil zusammenführen. In den Alpen, wo die Schneeschichten meist recht horizontal verlaufen und eher homogen sind, repräsentiert ein vertikales, eindimensionales Profil die Schneedecke bereits recht gut. Mit dem SnowImager misst man aber zweidimensional. Ist man hier wieder fleissig und vermisst Profil um Profil, so erhält man quasi den dreidimensionalen, räumlichen Aufbau der Schneedecke. Da die antarktische Schneedecke weniger durch den Niederschlag, sondern mehr durch Windverfrachtungen geformt wird, ist ihre Schichtung sehr inhomogen. Um da eine saubere, physikalische Charakterisierung zu vorzunehmen, ist die zweite und dritte Dimension eigentlich unerlässlich. Dank unserem Industriepartner Davos Instruments AG ist auch der Prototyp des SnowImagers bereits in einem sehr brauchbaren Zustand, was ja bei Prototypen nicht zwingend gegeben ist. Und trotzdem erkennt man bei der Anwendung bei Wind, gefühlten Temperaturen von minus fünfzig Grad Celsius und kalten Fingern schnell, wo man bei der Überarbeitung im warmen Büro mit dem Rotstift nochmals anzusetzen hat. So habe ich also neben meinem Hauptprojekt noch ein kleines Nebenprojekt, was uns aber definitiv hilft, das Prozessverständnis der antarktischen Schneedecke zu verbessern.