Als Paul Bierman im Juli 2019 im Labor der University of Vermont durch ein Mikroskop blickte, traute er seinen Augen kaum. Der amerikanische Geologe untersuchte mit seinem Team eine Sedimentprobe – eine Mischung aus Gestein, Schlamm und Sand von der Unterseite des grönländischen Eisschildes. Was er sah, überraschte ihn: Pflanzenfossilien. Blätter, Zweige, Samen. Spuren eines einst grünen Landes, an einem Ort, der heute unter rund 1,4 Kilometern Eis verborgen ist.

«Uns war in diesem Moment sofort klar, dass sich unser Bild von Grönland grundlegend ändern würde», sagt Bierman. Bis dahin nahmen Forscher an, dass der grönländische Eisschild in den vergangenen zwei bis drei Millionen Jahren weitgehend stabil gewesen sei. Zwar habe es Schwankungen an den Rändern gegeben. Doch es fehlten eindeutige Beweise dafür, dass der Eisschild vollständig verschwunden war.

Die Sedimentprobe erzählte eine andere Geschichte. Datierungen zeigten, dass das Material zuletzt vor rund 416 000 Jahren dem Sonnenlicht ausgesetzt war. «Das war der erste eindeutige Beweis dafür, dass der Eisschild zumindest in dieser Region, im Nordwesten Grönlands, damals vollständig verschwunden war, als es warm wurde», sagt Bierman.

Doch die Sedimentprobe zeigt nur einen kleinen Ausschnitt dessen, was unter Grönland verborgen liegt. Die Insel ist die grösste der Welt, mehr als fünfzigmal so gross wie die Schweiz, und über 80 Prozent ihrer Fläche sind heute von Eis bedeckt. Grönland steht derzeit wieder verstärkt im Fokus der Weltöffentlichkeit. US-Präsident Donald Trump brachte sogar den Kauf der Insel ins Spiel – aus geopolitischem Interesse und wegen möglicher Rohstoffe unter dem Eis.

Auf der arktischen Insel gibt es sogar Gold und Diamanten

Dabei gerät leicht in den Hintergrund, dass Grönland auch aus wissenschaftlicher Sicht weltweit einzigartig ist. Die Insel beherbergt nicht nur einige der ältesten Gesteine der Erde, sondern bietet auch reichlich Anschauungsmaterial für jüngere geologische Prozesse wie Gebirgsbildung, Kontinentalverschiebung und Vulkanismus.

Über Hunderte Millionen Jahre entstanden so auch die Voraussetzungen für begehrte Rohstoffe wie Gold, Grafit, seltene Erden und sogar Diamanten. Zugleich schlummert in und unter dem grönländischen Eisschild ein geologisches Archiv, das Informationen über Landschaften, Flusssysteme und Klimabedingungen über Hunderttausende von Jahren bewahrt.

In den Sedimenten, die Paul Bierman und ein grosses internationales Team untersuchten, fanden sie nicht nur Pflanzenreste, sondern auch Spuren von Insekten, deren Larven in fliessendem Süsswasser leben. Es muss dort vor 400 000 Jahren zumindest zeitweise Fliessgewässer gegeben haben.

Moose, Samen und der Nachweis von Arten wie der Polarbirke erlauben ausserdem Rückschlüsse auf Temperatur und Feuchtigkeit. Die Bedingungen waren deutlich wärmer als bislang angenommen. Zumindest dieser Teil Grönlands ähnelte einer Tundra-artigen Landschaft, wie man sie heute etwa in Teilen Nordskandinaviens findet.

Ein Sedimentkern wird in Archiven vergessen.

Die Sedimentprobe, die Paul Bierman und sein Team 2019 untersuchten, stammt aus dem Jahr 1966 und wurde im amerikanischen Militärlager Camp Century im Nordwesten Grönlands gewonnen. Auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges wollte das amerikanische Militär testen, ob sich Infrastruktur dauerhaft unter dem Eis betreiben lässt. Dabei wurde erstmals vollständig durch den grönländischen Eisschild gebohrt und die Bohrung dreieinhalb Meter in den gefrorenen Boden darunter fortgesetzt.

Während das Eis intensiv ausgewertet wurde, geriet der Sedimentkern in Vergessenheit. Er wurde von einem Kühlarchiv zum nächsten weitergereicht, tauchte erst 2018 in Kopenhagen wieder auf und landete schliesslich bei Paul Bierman und seinem Team im Labor.

Neben dem Eisbohrkern im Camp Century erreichte nur eine weitere Bohrung das Sediment unter dem Eisschild: GISP2 (Greenland Ice Sheet Project 2) in Zentralgrönland. Auch in dortigen Proben identifizierten Paul Bierman und sein Team 2024 Pflanzenreste unter mehr als drei Kilometern Eis. In dem Material fanden sich Holzfragmente, Samen sowie Pilz- und Insektenreste: erneut Hinweise auf eine Tundra-artige Landschaft. Selbst im Herzen Grönlands war der Eisschild also nicht dauerhaft stabil. In einem weiteren Eisbohrkern aus Zentralgrönland (NGRIP) entdeckten Forschende Pflanzenteile im untersten Eis. Auch hier zeigte sich, dass die Region zumindest zeitweise eisfrei gewesen sein muss.

Was neuste Studien unter dem Eisschild zeigen

Studien haben aber nicht nur Einblicke in die frühere Vegetation Grönlands gegeben, sondern auch in den geologischen Aufbau der Insel. Dafür kombinierte ein Forschungsteam Eisradarmessungen aus der Luft, Laser-Vermessungen der Eisoberfläche und Daten zum Schwerefeld der Erde. Grundlage waren unter anderem Radardaten einer Nasa-Mission, deren Radiowellen das Eis durchdringen und vom Gestein darunter reflektiert werden.

Auf diese Weise konnten die Forscher die Landschaft unter dem Eisschild rekonstruieren. Sie stiessen auf ein stark zerfurchtes Relief; darunter ein bis zu 750 Kilometer langes Flusstal – grösser als der Grand Canyon und offenbar lange vor der Vereisung entstanden.

Mit dem Abschmelzen des grönländischen Eisschildes kommt zunehmend der felsige Untergrund der Insel zum Vorschein. Neben potenziell begehrten Rohstoffen wie Lithium werden dabei auch Gesteine und Strukturen sichtbar, die Einblicke in die frühe Erdgeschichte erlauben. In Westgrönland, nahe der Hauptstadt Nuuk, werden durch die Schmelze Gesteine sichtbar, die bis zu 3,8 Milliarden Jahre alt sind und zu den ältesten der Erde zählen.

Neue Einblicke, wo das Eis geschwunden ist

Zu dieser Region gehört auch der Isua-Suprakrustalgürtel, ein Gebiet im Südwesten Grönlands, in dem ein internationales Forschungsteam 2016 auffällige, schichtartige Strukturen im Gestein untersuchte. Erst durch den Rückzug der Gletscher konnten sie Gesteinsformen untersuchen, die als mögliche Überreste mikrobiellen Lebens aus der Frühzeit der Erde interpretiert wurden. Ob es sich dabei tatsächlich um biologische Spuren handelt, ist bis heute umstritten.

Das Abschmelzen des Eises könne zwar neue Einblicke in bis anhin eisbedeckte Bereiche ermöglichen, das geschehe jedoch nur sehr begrenzt, sagt der Schweizer Glaziologe Andreas Vieli von der Universität Zürich. An Land ziehe sich das Eis meist nur langsam zurück, während sich Gletscher in Fjorden deutlich schneller veränderten. Dort aber erschwerten grosse Mengen treibender Eisberge die Forschung. «In den Fjorden ist es im Moment immer noch schwierig, direkte Messungen zu machen», sagt Vieli.

Für ihn ist das Abschmelzen des Eises ein deutliches Warnsignal. Fast jeden Sommer reist Vieli für Feldarbeiten nach Grönland, um die grossen, ins Meer mündenden Gletscher zu beobachten. Lange galten sie als träge Systeme, doch inzwischen ist klar, dass sie sich sehr viel schneller verändern können, als früher angenommen wurde. Gerade an ihnen lasse sich der Klimawandel heute besonders direkt beobachten.

Die Schmelze stört das Archiv der obersten Eisschichten

Besonders problematisch sei, dass die Erwärmung inzwischen auch Höhen erreiche, die lange als stabil gegolten hätten. Das hat direkte Folgen für Eisbohrkerne und damit für die Klimaforschung. «Sobald man Schmelzwasser an der Oberfläche hat und es in den Firnschnee einsickert, wird das darin eingeschlossene Signal des Klimas und der atmosphärischen Gase in den oberen Schichten gestört», erklärt Vieli. Die Schichtung werde verwischt, eingeschlossene Gase vermischten sich – «das Archiv der letzten paar Jahrhunderte bis Jahrtausende wird verschmiert».

Auch feine Ablagerungen wie zum Beispiel von Vulkanen werden weggespült. Was heute noch lesbar ist, kann morgen unwiederbringlich verloren sein.

Damit gibt das schmelzende Eis zwar stellenweise neue Bereiche frei, zerstört aber zugleich Informationen, die wissenschaftlich wertvoll sind. «Wenn wir dieses Eis verlieren, ist das wie das Verbrennen der Bibliothek von Alexandria», sagt auch der Geologe Paul Bierman.

Trotz allen neuen Erkenntnissen bleibt vieles offen: Wie stabil war der grönländische Eisschild während früherer Warmzeiten wirklich? Wie oft zog er sich zurück – und wie schnell? Und wie viel Erwärmung hält die Eisdecke noch aus?

«Was uns die Sedimentprobe aus dem Camp Century zeigt: Vor 400 000 Jahren reichten natürliche Klimaschwankungen aus, um den Eisschild massiv zurückzudrängen», sagt Bierman. Heute steige die Konzentration der Treibhausgase aber in einem Tempo, «das es in der Erdgeschichte so noch nie gegeben hat».

Ein vollständiger Verlust des grönländischen Eisschilds würde den globalen Meeresspiegel um mehr als sieben Meter anheben – ein Prozess, der sich über Jahrtausende erstrecken würde. Dass das grundsätzlich möglich ist, zeigen die Archive im Eis und im Sediment unter dem Eisschild: Während früherer Warmzeiten lag der globale Meeresspiegel deutlich höher als heute.

Die Zeit für die Forschung werde knapp, sagen sowohl Paul Bierman als auch Andreas Vieli. Denn wenn das Eis schmilzt, verschwinden nicht nur Gletscher, sondern auch viele der Archive, die sie bewahren.

Elena Matera, «NZZ am Sonntag» (15.02.2026)

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