Bestimmung und Interpretation von glazial-isostatischen Erdkrustendeformationen in Westgrönland
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Vergangene und gegenwärtige Eismassenänderungen erzeugen im Zusammenspiel mit der Rheologie der festen Erde und Ozeanmassenumverteilungen 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 bisher die nötige Abdeckung mit Messungen rezenter Krustenbewegungen fehlte. Hauptziel des Projektes war daher die Gewinnung von Messdaten, um rezente Krustenbewegungen in Westgrönland in der Größenordnung von wenigen Millimetern pro Jahr präzise bestimmen zu können. Dazu wurden im eisfreien Bereich von Westgrönland geodätische GNSS-Messungen (GNSS: Globale Navigationssatellitensysteme) durchgeführt. In zwei mehrwöchigen Messkampagenen, im Sommer 2018 mit 6 Teilnehmern und im Sommer 2019 mit 7 Teilnehmern, darunter zwei Studierenden, wurden insgesamt 31 Messpunkte besetzt, an denen zuvor in den 1990er bzw. 2000er Jahren bereits GNSS-Kampagnenmessungen durchgeführt wurden. An acht dieser Punkte wurde die erste Wiederholungsmessung durchgeführt, so dass erstmals Krustenbewegungsraten abgeleitet werden können. Zusätzlich wurden zwei GNSS- Permanentstationen nahe am Eisrand eingerichtet, verbunden mit den zusätzlichen Herausforderungen einer autonomen Stromversorgung an nur durch Helikopter erreichbaren Lokationen. Die erste Permanentstation (Nunatak, NUP1) wurde während der Kampagne 2018 installiert. Die zweite Permanentstation (Sondre Isortoq, SIP1) konnte 2018 wegen ungünstigen Wetters nicht mit dem Helikopter angeflogen werden. Ihre Installation gelang während der Kampagne 2019. In einer dritten Masskampagne im Sommer 2021 erfolgte die Prüfung, Wartung und Datensicherung für die Permanentstation NUP1. Für SIP1 gelang dies wieder wegen widrigen Wetters nicht und steht noch aus. Insgesamt konnten die geplanten Messungen mit dem geplanten logistischen Vorgehen weitgehend erfolgreich umgesetzt werden. Eine vorläufige Auswertung der GNSS-Daten zusammen mit den seit 1995 gemessenen Daten zeigte die erwartete Datenqualität und die erwarteten Möglichkeiten erweiterter geowissenschaftlicher Analysen und Interpretationen. Etwa werden zeitliche Änderungen von Deformationsraten deutlich, die auf zeitliche Änderungen elastischer Auflastdeformationen durch gegenwärtige Eismassenänderungen zurückzuführen sind, welche zusätzlich zu den zeitlich linearen, langzeitigen glazial-isostatischen Ausgleichsbewegungen (GIA) erfolgen und teilweise zu einem Richtungswechsel der gesamten Vertikalbewegung führen. Die Auflösung saisonaler und interannualer Bewegungen durch die Permanentstationen eröffnet zusätzliche Untersuchungsmöglichkeiten. Für die Nutzung solcher GNSS-basierten Krustenbewegungen wurden gründliche methodische Ansätze entwickelt und publiziert. Anhand eines Fallbeispiels in Nordost-Grönland wurden dafür Daten aus der Satellitenaltimetrie und Satellitengravimetrie im Zusammenhang mit GIA-Modellen konsistent ausgewertet, um den Gesamteffekt aus elastischer Auflastdeformation und GIA zu erhalten, mit gemessenen Krustendeformationsraten zu vergleichen und so zu einer Bewertung von GIA-Modellen beizutragen. Eine endgültige Auswertung der Messdaten für das GNSS-Netz in Westgrönland im Zusammenhang mit den Daten des kooperierenden Projektes GNSS-Netz Grönland (GNET) konnte mit der personellen Ausstattung des vorliegenden Projektes noch nicht erfolgen. Dies und die Nutzung der Ergebnisse in weiteren interdisziplinären Untersuchungen soll Gegenstand weiterer Vorhaben sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Modeled and Observed Bedrock Displacements in North‐East Greenland Using Refined Estimates of Present‐Day Ice‐Mass Changes and Densified GNSS Measurements. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 126(4).
Kappelsberger, Maria T.; Strößenreuther, Undine; Scheinert, Mirko; Horwath, Martin; Groh, Andreas; Knöfel, Christoph; Lunz, Susanne & Khan, Shfaqat A.
