Gletscher schmelzen und verschwinden, stetig, Jahr um Jahr. Die heutigen Alpengletscher gehen auf die Vergletscherung der letzten Eiszeit zurück, nach deren Ende vor rund 18’000 Jahren sich die grossen Vorlandgletscher in die Alpen zurückzogen. Seit Beginn des Eiszeitalters vor gut 2,6 Millionen Jahren stiessen die Gletscherzungen jedoch mehrfach und unterschiedlich weit bis ins Schweizer Mittelland vor. Dabei formten sie die Schweizer Landschaft entscheidend. Eine der Hauptursachen für den Vorstoss der Gletscher sind Schwankungen in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. Und auch wenn es gegenwärtig wärmer wird, spielen Gletscher eine zentrale Rolle bei der Planung des Schweizer Tiefenlagers.
Geologen fragen nicht, ob eine Eiszeit kommt, sondern wie viele. Das Gebiet, das wir heute als Schweiz kennen, wird zukünftige Eiszeiten erleben und unter einem dicken Eismantel begraben sein. Die nächste Kaltzeit könnte in 50’000 bis 60’000 Jahren anbrechen – aufgrund des menschengemachten CO2-Ausstosses möglicherweise auch später. Für die Standortwahl und den Sicherheitsnachweis eines Tiefenlagers ist es daher entscheidend zu wissen, wie stark Gletscher den Untergrund verändern können, um zu vermeiden, dass Erosion das Tiefenlager freilegt.
Aus der Vergangenheit für die Zukunft lernen
Vergangene Eiszeiten zeigen, wozu Gletscher fähig sind. Sie frassen sich tief in den Schweizer Untergrund; die im Eis und Schmelzwasser mitgeführten Steine verstärkten die Erosion und wirkten wie ein gigantisches Schleifmittel. Unter dem Bodensee oder dem Zürichsee entstanden sogenannte «glaziale Übertiefungen», stellenweise mehrere hundert Meter tief. Nur wer solche Prozesse versteht und realistisch einschätzt, kann beurteilen, ob der Untergrund über Jahrtausende stabil bleibt.
Der Glaziologe Urs H. Fischer beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit der Frage, wie sich Gletscher einst bewegten, und wie sie sich in Zukunft verhalten. Ein zentrales Werkzeug sind Computermodelle. Heute lassen sich verschiedene Modelle mit unterschiedlichem Detailgrad kombinieren: Ein einfacheres Modell simuliert grosse Gebiete über lange Zeiträume, während komplexere Modelle zusätzliche physikalische Prozesse berücksichtigen und sich für detaillierte Analysen in kleineren Regionen eignen. So lassen sich Dauer der Vergletscherung, Eisdicke und Erosionspotenzial gezielt untersuchen – entscheidende Faktoren beim Vergleich der Standortgebiete. Der Standort Nördlich Lägern bietet diesbezüglich beispielsweise die grössten Sicherheitsreserven. Entscheidend ist dabei nicht ein einzelnes Ergebnis, sondern das Gesamtbild aus Geologie, Modellierung und Naturbeobachtung.
Expeditionen ins Eis
Viele Erkenntnisse wären ohne internationale Zusammenarbeit nicht möglich. Fischer ist Teil eines internationalen Netzwerks, das sich intensiv mit glazialen Prozessen beschäftigte.«Wissenschaft und Abenteuer zu verbinden, übt eine besondere Faszination aus», sagt Fischer. Unter anderem arbeitete er in einem grossen Forschungsprojekt in Grönland mit, wo Daten zu Eisbewegungen und Erosion gesammelt wurden. Diese Erkenntnisse fliessen heute direkt in die Arbeiten der Nagra ein. Auch aktuell ist die Forschung international vernetzt: In Projekten mit Forschenden aus den USA, dem Vereinigten Königreich, Schweden, Dänemark und der Schweiz untersucht die Nagra beispielsweise die Erosion im Schweizer Mittelland. Solche Kooperationen stellen sicher, dass die Modelle auf dem neusten Stand der Wissenschaft basieren.
Fischers Ruf reicht weit über die Alpen hinaus: International gilt er als ausgewiesener Experte für Gletscher und Eiszeiten. So begleitet er wissenschaftliche Feldkampagnen in vergletscherten Regionen wie beispielsweise Spitzbergen und teilt seine Erfahrungen und sein Wissen als Lektor auf Expeditionsreisen. Für Fischer ist genau das der Kern seiner Arbeit: aus der Vergangenheit lernen, um die Zukunft besser zu verstehen. Er sagt: «Je genauer wir die Vergangenheit simulieren können, desto bessere Aussagen lassen sich bezüglich der Zukunft treffen.» Diese Erkenntnisse helfen der Nagra, die Langzeitsicherheit des Tiefenlagers nachzuweisen – auch für den Fall, dass die Gletscher wieder ins Zürcher Unterland vorstossen sollten, dorthin, wo sie vor rund 24’000 Jahren schon mal waren.
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