Geodetic observation of ice load induced crustal deformations in southern Patagonia (Argentina)
Final Report Abstract
Im Verlauf des Vorhabens wurden umfangreiche geodätische Beobachtungsdaten im Gebiet des Südlichen Patagonischen Eisfelds gewonnen und gezielt ausgewertet. Das regionale GNSS-Messpunktnetz umfasst nunmehr praktisch vollständig die Peripherie des Eisfelds und gestattet somit eine belastbare Bestimmung von Betrag und räumlichem Muster rezenter Krustendeformationen. Die für die Messpunkte ermittelten Vertikalgeschwindigkeiten zeigen im Gebiet des Eisfelds eine Hebung mit Raten von bis zu 4 cm pro Jahr und einem konzentrischen, kuppelförmigen Muster. Sie erlauben erstmals eine klare Präferenz zwischen zwei aktuellen, bisher als gleichwertig betrachteten regionalen Modellen glazial-isostatischer Ausgleichsbewegungen. Auf diese Weise geben sie wichtige Hinweise für die mechanischen Eigenschaften von Erdkruste und Mantel im Arbeitsgebiet (visko-elastische Erdmodellparameter). Die Ergebnisse deuten auf eine geringe Mantelviskosität und Lithosphärenmächtigkeit hin. Die systematische Verteilung der Abweichungen dieses Modells von den Beobachtungsergebnissen vermittelt wertvolle Ansatzpunkte für eine weitere Verbesserung regionaler glazial-isostatischer Modelle. Dies betrifft insbesondere die bisher nicht berücksichtigten Auswirkungen lateraler Heterogenitäten rheologischer Parameter sowie messtechnische Anzeichen für das Vorhandensein einer periphären Zone inverser Vertikaldeformation (Senkung). Die im Rahmen des Projekts erreichte Ausdehnung und Verteilung der Messpunkte erlaubte erstmals auch eine geokinematische Analyse der horizontalen Geschwindigkeitskomponenten. Diese belegt, dass die beobachtete horizontale Krustendeformation auf drei geodynamische Prozesse zurückzuführen ist: glazial-isostatische Ausgleichsbewegungen, Fernwirkungen der Plattenkollision westlich des Untersuchungsgebiet sowie die Öffnung des Patagonischen Asthenosphärenfensters. Diese neuen Ergebnisse dokumentieren eine zweifache Wechselwirkung zwischen den außergewöhnlichen tektonischen Rahmenbedingungen und der visko-elastischen Reaktion der festen Erde auf Eisauflaständerungen: einerseits eine mechanische Überlagerung der charakteristischen Deformationsmuster aller drei Prozesse, und andererseits eine laterale Differenzierung der glazial-isostatischen Auflasteffekte infolge der dreidimensionalen rheologischen Struktur und Mantelzirkulation. Zusätzlich erlaubten die im Rahmen des Vorhabens gewonnenen Druckpegeldaten eine quantitative Beschreibung hydrodynamischer und hydrologischer Prozesse im Lago Argentino.
Publications
-
(2014): Observed crustal uplift near the Southern Patagonian Icefield constrains improved viscoelastic Earth model. Geophys. Res. Lett. 41
Lange, H.; Casassa, G.; Ivins, E. R.; Schröder, L.; Fritsche, M.; Richter, A.; Groh, A. & Dietrich, R.
-
(2015): Block modeling of crustal deformation in Tierra del Fuego from GNSS velocities, Tectonophysics
Mendoza, L.; Richter, A.; Fritsche, M.; Hormaechea, J.L.; Perdomo, R. & Dietrich, R.
-
(2016): Lake-level variations and tides in Lago Argentino, Patagonia: insights from pressure tide gauge records. Journal of Limnology 75(1): 62-77
Richter, Andreas; Marderwald, Eric; Hormaechea, José L.; Mendoza, Luciano; Perdomo, Raúl; Connon, Gerardo; Scheinert, Mirko; Horwath, Martin & Dietrich, Reinhard
-
(2016): Crustal deformation across the Southern Patagonian Icefield observed by GNSS. Earth and Planetary Science Letters 452:206-215
Richter, A.; Ivins, E.; Lange, H.; Mendoza, L.; Schröder, L.; Hormaechea, J.L.; Casassa, G.; Marderwald, E.; Fritsche, M.; Perdomo, R.; Horwath, M. & Dietrich, R.
