Bestimmung und Interpretation von glazial-isostatischen Erdkrustendeformationen in Westgrönland

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Martin Horwath; Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390339083

Vergangene und gegenwärtige Eismassenänderungen erzeugen im Zusammenspiel mit der Rheologie der festen Erde und ozeanischen Massenumverteilungen ein komplexes Muster von Deformationen der Erdkruste. Im südlichen Westgrönland ist die Vereisungsgeschichte besonders komplex und schließt einen Wiedervorstoß des Eisrandes im Spätholozän ein. Kenntnisse dieser Vereisungsgeschichte sind mit großen Unsicherheiten behaftet, unter anderem weil die nötige Abdeckung mit Messungen rezenter Krustenbewegungen fehlt. Im beantragten Vorhaben sollen im eisfreien Bereich von Westgrönland rezente Deformationen der Erdkruste mittels GNSS präzise bestimmt werden. Im Rahmen von Feldarbeiten sollen die 14 Punkte eines bereits 1995 erstmals vermessenen und 2002 erneut bestimmten GPS-Netzes erneut vermessen werden. Auf zusätzlichen 11 Punkten, die im Zeitraum von 2004 bis 2010 angelegt wurden, sollen -- zum großen Teil erstmalig -- Wiederholungsmessungen durchgeführt werden. Zusätzlich soll das bestehende Netz aus Kampagnen-Punkten um zwei kontinuierlich messende Stationen ergänzt werden. Die Messungen ermöglichen über eine rein quantitative Erweiterung des bisherigen Datenbestandes hinaus eine neue Qualität der wissenschaftlichen Verwertung. Damit wird eine konsistente, datenbasierte Beschreibung der Krustendeformationen in diesem Abschnitt des grönländischen Eisschildrands möglich. Die neuen Messdaten sind, gemeinsam mit den bis 1995 zurückreichenden Messdaten der Gruppe der Antragsteller sowie Messdaten des komplementären US-dänischen Projektes GNET (Greenland GPS Network) und des IGS (International GNSS Service) mit Hilfe der Bernese GNSS Software in einem konsistenten Referenzsystem auszuwerten. Die Analyse der erhaltenen Koordinatenänderungen soll neben der Vertikalkomponente auch die Horizontalkomponente einschließen und besonderes Augenmerk auf Gradienten der Deformationen entlang Ost-West-Profilen legen. Zur Interpretation der beobachteten Erdkrustendeformationen sind elastische Deformationen durch gegenwärtige Auflaständerungen und (zeitlich lineare) visko-elastische Reaktionen auf vergangene Auflaständerungen (glazial-isostatische Ausgleichsbewegungen, GIA) getrennt zu betrachten. Der elastische Anteil soll dabei mit Hilfe der Ergebnisse von Satellitendaten (Satellitenaltimetrie und Satellitengravimetrie) modelliert werden. Die nach Abzug des elastischen Anteils erhaltenen GIA-Deformationsraten sollen schließlich für die Validierung von GIA-Modellen (und damit von Modellen der regionalen Vereisungsgeschichte) genutzt werden und darüber hinaus einer Reihe weiterer Anwendungen in interdisziplinären Studien zugeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen