Ein Hochdruckreiniger als Eisbohrer

Nach der Arktis und der Antarktis sind die Gletscher in den Hochgebirgen Asiens die drittgrößte Frischwasserreserve der Erde. Ihr Schmelzwasser füllt die wichtigsten Flüsse des Kontinents und versorgt Milliarden Menschen mit Trinkwasser. Aufgrund ihrer hohen Lage sind diese Gebiete besonders vom Klimawandel betroffen. Die Folgen für die Region sind fatal: Es drohen Lawinen, Überschwemmungen und langfristig ein erheblicher Wassermangel. Geologen nutzen Hochdruckreiniger als Bohrer, um in tiefe Schichten des Eises vorzudringen.

Everdrill – ein besonderes Projekt

Zu verstehen, was in diesen Eismassen vor sich geht, ist deshalb enorm wichtig und die Aufgabe von Geologen wie Dr. Duncan Quincey von der University of Leeds und Professor Bryn Hubbard von der Aberystwyth University in Wales. Zukünftig sollen Computermodelle Vorhersagen über Bewegungen und andere Veränderungen der Eisriesen treffen können. Dafür werden Daten aus dem Inneren der Gletscher benötigt, die nur sehr schwer zu beschaffen sind.

Sensoren in verschiedenen Tiefen messen beispielsweise die Temperatur oder die Eisdichte. Bereits seit 1992 nutzen Professor Hubbard und seine Kollegen Hochdruckreiniger von Kärcher, um ins Eis zu bohren. Robuste, benzinbetriebene Heißwassermodelle arbeiten dabei mit aufgefangenem Schmelzwasser. Eine Punktstrahldüse am Ende des Hochdruckschlauchs dient als Bohrkopf und wird an einem Flaschenzug ins Eis abgelassen.

Im Frühjahr 2017 wurde die Methode das erste Mal im Himalaya angewandt: Unter der Leitung von Dr. Duncan Quincey und dem Projektnamen „Everdrill“ war es der Plan, den Khumbu-Gletscher am Mount Everest zu untersuchen. Vor allem die Höhe stellte das Team und ihr Equipment vor Herausforderungen: So sind Luftdruck und Sauerstoffmenge auf 5.000 Meter Höhe über dem Meeresspiegel um die Hälfte geringer.

Interview mit Professor Bryn Hubbard

Der Geologe Professor Bryn Hubbard bohrt bereits seit 25 Jahren Löcher in Gletscher, um die Beschaffenheit des Eises zu untersuchen. Dazu nutzt er Heißwasser-Hochdruckreiniger von Kärcher. Gemeinsam mit seinem Team hat er bereits bis zu 650 Meter tief ins Eis gebohrt. difference wollte mehr darüber erfahren.

Herr Professor Hubbard, im Zuge des EverDrill-Projekts haben Sie in einer Höhe von bis zu 5.000 Meter gebohrt. Wurden die Ziele der Expedition erreicht?

Ja, wir haben die gesteckten Ziele des Projekts fast erreicht und die eigenen Erwartungen für diese erste Feldsaison wahrscheinlich sogar übertroffen. Es ist uns gelungen, Bohrlöcher in Tiefen von mehreren zehn Metern zu bohren, an drei Standorten entlang der Länge des Khumbu-Gletschers. Alle wurden mit Sensoren ausgestattet und es werden weiterhin Daten von ihnen erfasst, einschließlich Informationen über die Innentemperatur, die innere Bewegung und den Wasserdruck. Gleichzeitig untersuchen wir die Oberflächenbewegung des Gletschers und seine Hydrologie.

Wie haben Sie es angesichts der vielen Herausforderungen, einschließlich der großen Höhe, geschafft, Ihre gesamte Ausrüstung auf den Gletscher zu bringen?

Dank der erstaunlichen Arbeit der lokalen Träger und erfahrenen Hubschrauberpiloten ist es uns gelungen, unsere Ausrüstung auf den Gletscher zu bringen und erfolgreich zwischen den Standorten hin- und herzubewegen. Das war an sich schon eine logistische Meisterleistung, wenn man bedenkt, dass das Gelände extrem schwierig ist und die maximale Hubschrauber-Nutzlast auf dieser Höhe weniger als 200 kg beträgt.

Können Sie uns erklären, wie der Bohrprozess abläuft?

Der Bohrprozess ist denkbar einfach: Wir pumpen Wasser aus Oberflächengewässern und Teichen in ein Absetzbecken. Von dort wird es in den Heißwasser-Hochdruckreiniger geleitet, wo es erhitzt und unter Druck gesetzt wird. Dieses Wasser wird dann über einen thermoplastischen Hochdruckschlauch in ein ca. 2 m langes Stahl- oder Messingrohr geleitet, das wir als "Bohrstiel" bezeichnen. Am Ende des Bohrstiels befestigen wir einen Düsenhalter und die Punktstrahldüse, die das Wasser unter hohem Druck durch eine kreisförmige Öffnung von ca. 1 mm drückt. Dieser Hochdruck-Heißwasserstrahl schmilzt das Eis, während der Stiel langsam durch das Bohrloch in den Gletscher abgesenkt wird. Theoretisch berührt der Stiel das Eis nie, so dass er als Pendel hängen bleibt und somit vertikal bohren kann. In der Praxis, insbesondere wenn Schutt in das Loch gelangt, ist das eventuell anders. Das Bohren mit heißem Wasser kann mit einer Geschwindigkeit von über 2 Meter pro Minute vorankommen, aber infolge von Oberflächen- und Englazialschutt und einer eingeschränkten Verbrennung in großer Höhe war der Fortschritt auf dem Khumbu-Gletscher sehr langsam – nicht schneller als 0,5 m pro Minute. Zum Vergleich: Auf Meereshöhe können wir mit etwa 2 Meter pro Minute bohren. Allerdings ist ein Fortschritt von 0,5 m pro Minute sehr viel besser als gar kein Fortschritt und wir hatten genügend Zeit.

Während des gesamten Projekts haben Sie viele körperliche Aufgaben ausgeführt, außerdem waren Sie wochenlang einer großen Höhe und Kälte ausgesetzt. Haben Sie etwas Bestimmtes getan, um Ihre Zeit etwas angenehmer zu gestalten?

Die Hilfskräfte und Träger waren eine sehr angenehme Gesellschaft, sehr zuvorkommend und effektiv. Die Landschaft ist beeindruckend und beeindruckt immer wieder aufs Neue. Internet ist in den Lodges bis hin zum Everest Base Camp vorhanden, was uns häufigen Kontakt mit der Außenwelt ermöglichte. Es muss jedoch gesagt werden, dass Duncans Witze nicht wirklich geholfen haben.

Was hat Ihnen persönlich bei Ihrer letzten Expedition zum Khumbu-Gletscher am besten gefallen?

Da ich Bohrlöcher in vielen Gletschern in beeindruckenden Umgebungen gebohrt habe, muss ich sagen, dass es wahrscheinlich das Gesamterlebnis war: nach Kathmandu zu fliegen und dort ein paar Tage zu verbringen, zum Flughafen von Luckla zu fliegen (mit seiner Start- und Landebahn, die direkt vom Berghang abfällt), zum Everest Basislager zu wandern und dort zu arbeiten, und schließlich alles auf dem Rückweg nochmal zu erleben. Da die Feldarbeit erfolgreich war, war dies eine äußerst bereichernde und lohnende Gesamterfahrung.

Was kommt als nächstes für EverDrill? Können Sie uns einen Einblick in Ihre anstehenden Projekte geben?

Die zweite Saison von EverDrill beginnt im April 2018, wenn wir unsere Bohrungen und Bohrlochexperimente auf der Grundlage der Ergebnisse der ersten Saison verfeinern werden. Wir hoffen auch, in naher Zukunft mit den Ingenieuren von Kärcher zusammenzuarbeiten, um ein Heißwasserbohrsystem zu entwickeln und zu testen, das auch in noch höheren Lagen eingesetzt werden kann. Damit könnten wir die räumlichen Schwankungen von Schneeansammlungen im gesamten Himalaya-Gebiet rekonstruieren. An anderer Stelle und später im Jahr 2018 plane ich, fünf Kärcher Hochdruckreiniger HDS 1000 DE parallel zu nutzen, um genügend Warmwasser für Bohrungen bis zu einer Tiefe von 1,3 km zu liefern und so die Eisbett-Schnittstelle des Store Glacier in Zentralwestgrönland zu erreichen.

Weitere Informationen zum Projekt Everdrill finden Sie auf der Webseite des Projekt-Teams: http://www.everdrill.org/.

HDS 801 B

Der Heißwasser-Hochdruckreiniger HDS 801 B wurde für diesen besonderen Einsatz ausgewählt, da er leicht und kompakt genug gebaut ist, um mit dem Helikopter zu den Bohrstellen transportiert zu werden.

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