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Den Geheimnissen des Klimas in der Antarktis auf der Spur : Ausgabe 06/2017, 06.04.2017

600 Meter unter dem Eis

Die kilometerdicke Eisschicht der Antarktis birgt viele Geheimnisse in sich. Wissenschaftler erkunden seit Jahrzehnten die Geschichte des Weltklimas anhand von Eisbohrungen. Ein Team der Forschungsorganisation British Antarctic Survey (BAS) bohrt mit ganz neuer Technik. Diese RAID-Technik stellt sehr hohe Anforderungen an die Antriebseinheit.

Autor: Anja Schütz, Editor maxon motor ag

Bilder: BAS, maxon motor

Die britische Organisation BAS (www.bas.ac.uk) hat fünf Forschungsstationen in der Antarktis, fünf Flugzeuge, zwei Eisbrecher und jede Menge Wissenschaftler, die im ewigen Eis forschen. BAS ist das weltweit grösste Forschungscenter für polare Forschung. Das «Ice Dynamics and Palaeoclimate»-Team entwickelt eine neue Technologie (RAID = Rapid Access Isotope Drill) für Eisbohrungen. Eine Technik, die es erlaubt, viel schneller ins Eis vorzudringen. Konventionelle Eisbohrungen dauern dagegen sehr lang. Die 3,4 Kilometer tiefe Bohrung am Dome Concordia in der Ostantarktis nahm zum Beispiel fünf Jahre in Anspruch. Und brachte 800 000 Jahre altes Eis zu Tage. Der bislang tiefste Einblick in die Vergangenheit der Erdatmosphäre.

Auf die richtige Bohrstelle kommt es an

Doch manchmal bringen so tiefe Eisbohrungen keine grossen Ergebnisse – nämlich dann, wenn an der falschen Stelle gebohrt wird, erklärt Julius Rix, Ice Core Drilling Engineer bei BAS. Mit der neuen Technologie wird es laut Robert Mulvaney, Wissenschaftlicher Leiter des Forschungsteams, möglich sein, vor gros­sen Bohrungen mehrere kleine Bohrungen in rund 600 Meter Tiefe zu machen und Eisproben an die Oberfläche zu befördern. Eine Bohrung in diese Tiefe dauert nur rund sieben Tage, bei einer herkömmlichen Bohrung wären das zwei Monate.

Die Dicke des Eises und die Erdwärme lassen dann darauf schliessen, ob es sich lohnt, Tiefenbohrungen zu machen. «Es ist alles sehr spannend, denn noch nie zuvor hat jemand probiert, so schnell Eislöcher in der Antarktis zu bohren», erklärt Mulvaney begeistert.

Standardmotor in der Antarktis

«Es erwies sich als schwierig, einen leistungsstarken kleinen Motor für unsere Anwendung zu finden», sagt Rix. BAS fragte deshalb bei maxon motor UK nach einem starken Motor mit hohem Drehmoment an. Der Antrieb sollte bei konstantem Drehmoment die Geschwindigkeit variieren können. Eine Voraussetzung war auch die Grösse – je kleiner, umso besser, denn der Antrieb muss in den relativ schmalen Bohrer passen. Nicht zu vergessen die harten Umweltbedingungen, die das Antriebssystem aushalten muss.

Die maxon-Ingenieure machten den Vorschlag, einen bürstenlosen maxon EC 45 mit 250 W und ein Planetengetriebe GP 52 zu verwenden. Ein Standardprodukt. Es zeigte sich nach ersten Testbohrungen, dass das Standardprodukt problemlos den hohen Vibrationen und niedrigen Temperaturen standhält. Nur ein paar geringfügige Modifikationen waren erforderlich. «maxon hat uns sehr geholfen, den richtigen Motor auszuwählen und uns vorab Testmotoren zur Verfügung gestellt», sagt Rix. 

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info@maxonmotor.com, www.maxonmotor.com



Julius Rix zeigt im Kühlraum Eiskerne, die bereit für die Analyse sind


Letzte Vorbereitungen für eine Tiefenbohrung in 600 m Tiefe



Details des Bohrers: Bohrspirale (1), Motor-Controller (2), Bohreraussenhülle (3), Messer (4), feste Bohrspirale (5)


Der maxon-Motor RE 40 hat einen Durchmesser von 45 mm und bringt beachtliche 250 W Leistung