Myonen-Tomographie 16.06.2017, 08:55 Uhr

Mit kosmischen Teilchen den Eigergletscher durchleuchten

Viele Gletscher leiden heutzutage an „Fieber“ und schmelzen. Schweizer Forschern ist es jetzt erstmals mit einer speziellen Technik gelungen, einen Gletscher zu „röntgen“. Sie schauten nach, wie es unter dem Eigergletscher am Jungfraujoch aussieht. Indem sie ihn durchleuchten, können sie genauer als bisher rekonstruieren, wie der Fels unter dem Gletscher beschaffen ist. Und künftige Veränderungen abschätzen.

Das Sphinx-Observatorium mit vermessenem Gletscher unterhalb des Aletschausgangs (re.). Im Hintergrund ist der 4158,2 m hohe Jungfraugipfel zu sehen. 

Das Sphinx-Observatorium mit vermessenem Gletscher unterhalb des Aletschausgangs (re.). Im Hintergrund ist der 4158,2 m hohe Jungfraugipfel zu sehen. 

Foto: Alessandro Lechmann/Institut für Geologie, Universität Bern

Dafür haben Physiker und Geologen der Universität Bern unterhalb des Schweizer Gletschers im Tunnel der dort entlang fahrenden Jungfraubahn spezielle Detektoren angebracht. Diese sind mit Silberbromidgel beschichtet, auf denen Myonen mikroskopisch feine Spuren hinterlassen.

Ein mit Emulsionsfilmen bestückter Detektor im Tunnel.

Ein mit Emulsionsfilmen bestückter Detektor im Tunnel.

Quelle: Alessandro Lechmann/Institut für Geologie, Universität Bern

Myonen sind elektronenähnliche kosmische Elementarteilchen. Sie durchdringen Eis und Fels und werden dabei abgebremst sowie umgelenkt. Treffen sie dann auf einen Film, der mit einem Silberbromidgel beschichtet ist, hinterlassen sie feine Spuren, die unter dem Mikroskop ausgelesen werden können.

Stellenangebote im Bereich Forschung & Entwicklung

Forschung & Entwicklung Jobs
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
R&D Manager (w/m/d) für die Entwicklung von medizinischen Kunststoffeinmalartikeln B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung-Firmenlogo
Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in (m/w/d) der Fachrichtung Maschinenbau, Physikalische Ingenieurwissenschaft, Produktionstechnik, Werkstoffwissenschaft oder vergleichbar Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Berlin-Steglitz Zum Job 
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Key Account in der Elektronikbranche Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
JACOBS DOUWE EGBERTS DE GmbH-Firmenlogo
Project Engineer (w|m|d) JACOBS DOUWE EGBERTS DE GmbH
Elmshorn Zum Job 
Johns Manville Europe GmbH-Firmenlogo
Technology Leader (m/w/d) Nonwovens Europe Johns Manville Europe GmbH
Wertheim Zum Job 
Funkwerk Systems GmbH-Firmenlogo
Leiter Entwicklungsabteilung (m/w/d) Funkwerk Systems GmbH
Kölleda Zum Job 
Graz University of Technology, Faculty of Technical Chemistry, Chemical and Process Engineering and Biotechnology, Institute of Process and Particle Engineering-Firmenlogo
Professorship for Particle Engineering and Solids Processing Graz University of Technology, Faculty of Technical Chemistry, Chemical and Process Engineering and Biotechnology, Institute of Process and Particle Engineering
Graz, Austria Zum Job 
HygroMatik GmbH-Firmenlogo
Junior Entwicklungsingenieur für Hard- und Softwarelösungen (m/w/d) HygroMatik GmbH
Henstedt-Ulzburg Zum Job 
RENOLIT SE-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Kunststoff- / Verfahrenstechnik / Chemie RENOLIT SE
Frankenthal Zum Job 
FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH
Gronau (Leine) Zum Job 
PARI Pharma GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Medizintechnik PARI Pharma GmbH
Gräfelfing bei München Zum Job 
EuropTec GmbH-Firmenlogo
Mitarbeiter Prozessentwicklung (m/w/d) EuropTec GmbH
Rimowa GmbH-Firmenlogo
Senior Project Manager R&D (m/f/d) Rimowa GmbH
ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Rohrwerkzeuge und Rohrbearbeitungsmaschinen ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH
Kelkheim Zum Job 
Nash - Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH-Firmenlogo
Teamleiter Development Engineering / Entwicklungsingenieur (m/w/d) Nash - Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH
Nürnberg, Homeoffice möglich Zum Job 
August Storck KG-Firmenlogo
Leiter (m/w/d) Prozess- und Methodenmanagement August Storck KG
Ohrdruf Zum Job 
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung-Firmenlogo
Promovierte*r wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in (m/w/d) einer natur- oder ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtung Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Berlin-Adlershof Zum Job 
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften-Firmenlogo
HF-Ingenieur*in (m/w/d) als technische*r oder wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften
Leipzig Zum Job 
maxon motor GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur (w/m/d) für Qualität in Entwicklungsprojekten | Antriebstechnik maxon motor GmbH
Sexau bei Freiburg im Breisgau Zum Job 
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
R&D Manager (w/m/d) Process Design B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 

Myonen-Spuren unter dem Mikroskop auslesen

Die Berner Forscher erstellten aus diesen Daten mit komplexen numerischen Algorithmen ein hochauflösendes, dreidimensionales Bild von der Grenzfläche zwischen Eis und Fels. Mit der sogenannten Myonen-Tomographie wurde die Basis des Jungfraufirns bis in eine Tiefe von 80 Metern gescannt. Und dieser Röntgenblick erlaubt Rückschlüsse, wie steile Gletscher den Fels durch Erosion formen.

Mikroskope, die zum Scannen der Filme am Laboratorium für Hochenergiephysik (LHEP) in Bern eingesetzt werden.

Mikroskope, die zum Scannen der Filme am Laboratorium für Hochenergiephysik (LHEP) in Bern eingesetzt werden.

Quelle: Laboratorium für Hochenergiephysik/Universität Bern

So gibt es Bilder, die zeigen, wie die Sphinx genannte Felskuppe auf dem Jungfraujoch steil unter das Eis abtaucht. Diese steile Felsflanke müsse, so die Forscher, durch seitliche Erosion entstanden sein, weil sich der Gletscher parallel zum Felsen bewegt. „Damit konnte man zum ersten Mal bei einem aktiven Gletscher zeigen, wie Eis an seiner Seite den Fels abschmirgelt“, sagt Projektleiter Professor Fritz Schlunegger.

Schematischer Schnitt durch eine Lage eines Emulsionsfilmes (li.) und Ansicht eines Filmausschnitts unter dem Mikroskop (re.).

Schematischer Schnitt durch eine Lage eines Emulsionsfilmes (li.) und Ansicht eines Filmausschnitts unter dem Mikroskop (re.).

Quelle: Laboratorium für Hochenergiephysik/Universität Bern

Im Vergleich mit Bohrungen oder seismischen Messungen liefert die Myonen-Tomographie, mit der auch schon Vulkane und Höhlen geröngt wurden, genauere Daten. Man kann mit dieser Technik quasi dem Eis beim „Fließen“ zuschauen.

Myonen dringen durch Fels und Eis und werden auf Detektoren im Jungfrau-Bahntunnel registriert.

Myonen dringen durch Fels und Eis und werden auf Detektoren im Jungfrau-Bahntunnel registriert.

Quelle: Bundesamt für Landestopographie swisstopo

Häufigkeit von Steinlawinen wird zunehmen

Die Wissenschaftler prognostizieren, dass im untersuchten Gebiet die Häufigkeit von Steinlawinen zunehmen wird, wenn sich das Eis zurückzieht. Da es sich um eine touristisch rege besuchte Region handelt und Besucherzentren sowie eine Forschungsstation, das Sphinx-Observatorium, auf den angrenzenden Felsen stehen, müssen solche Veränderungen genau beobachtet werden.

Das Projekt unter Leitung des Geologen Schlunegger und des Teilchenphysikers Antonio Ereditato wurde vom Schweizerischen Nationalfonds, der Internationalen Stiftung Hochalpine Forschungsstationen Jungfraujoch und Gornergrat sowie den Jungfraubahnen unterstützt.

Auf dem Mars befinden sich, verborgen und geschützt durch Staub, Gletscher aus Wassereis.

Auf dem Mars befinden sich, verborgen und geschützt durch Staub, Gletscher aus Wassereis.

Quelle: ESA/DLR/FU Berlin

Nicht nur auf der Erde gibt es Gletscher – auch auf dem Mars. Dänische Wissenschaftler haben Tausende davon entdeckt. Das Gletscher-Eis würde reichen, um den ganzen Planeten mit einer ein Meter dicken Schicht zu bedecken.

Und Nasa-Wissenschaftler glauben, fließende Gletscher aus gefrorenem Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid auf dem Pluto entdeckt zu haben.

 

Ein Beitrag von:

  • Martina Kefer

    Diplom-Medienpädagogin und Ausbildung zur Journalistin beim Bonner General-Anzeiger

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.