Wechselwirkung zwischen Massenänderungen des Antarktischen Eisschilds und fester Erde in Dronning-Maud-Land, Ostantarktis

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404719077

Dieses Projekt stellt sich zum Ziel, mittels geodätischer GNSS-Messungen die Deformation der Erdkruste im Atlantischen Sektor Ostantarktikas in einer höheren räumlichen Auflösung und über einen Zeitraum von teilweise mehr als 20 Jahren zu bestimmen. Die Reaktion der festen Erde auf gegenwärtige und vergangene Eismassenänderungen, nämlich die sofortige elastische Reaktion bzw. der glazial-isostatische Ausgleich, soll abgeschätzt werden. Der Fortsetzungsantrag basiert auf einem aktualisierten Plan, wiederholte GNSS-Messungen im westlichen und zentralen Dronning-Maud-Land (DML) sowie in der Region Molodeshnaya, Enderby-Land, durchzuführen.Der glazial-isostatische Ausgleich (GIA) verursacht nach wie vor die größte Unsicherheit bei der satellitengravimetrischen Bestimmung der Massenbilanz des Antarktischen Eisschilds. Die einzige direkte Bestimmung des GIA-Effekts ist nur mit Hilfe geodätischer GNSS-Messungen auf Fels möglich. Das antarktisweite Muster dieser Deformation ist allerdings nicht einheitlich. DML und, bis zu einem gewissen Grad, Enderby-Land sind Regionen, wo relativ kleine Deformationen erwartet werden, bisher aber nur durch wenige GNSS-Messungen bestimmt wurden. Die Gruppe des Antragstellers startete mit geodätischen GNSS-Kampagnen 1995 in DML und 2007 in Enderby-Land. Die meisten der Messstationen liegen in den in einem Abstand von ca. 100 bis 200 km parallel zur Küste verlaufenden Gebirgszügen bzw. in küstennahen Gebieten wie der Schirmacheroase oder der Molodeshny-Oase. Angesichts des langen Zeitraums von mehr als 15 Jahren ist es wissenschaftlich höchst sinnvoll, diese geodätischen GNSS-Messungen zu wiederholen. Die vertikalen Deformationsraten können dabei mit einer Genauigkeit von wenigen mm/a abgeleitet werden. Dabei ist vorgesehen, den Effekt räumlicher und zeitlicher Korrelation auf die geschätzten Deformationsraten und die damit verbundenen Genauigkeiten im Detail abzuschätzen. Nachfolgend werden die erhaltenen GNSS-Raten als Randbedingung für eine verbesserte GIA-Bestimmung dienen. Der GIA-Effekt wird durch zwei Methoden geschätzt: Erstens ermöglicht die Kombination von Satellitenaltimetrie und -gravimetrie eine empirische Schätzung von Eismassenbilanz und GIA. Zweitens wird in enger Kooperation mit Kollegen am AWI die rheologische Erdstruktur inklusive lateraler Variationen aktualisiert und für die GIA-Prädiktion genutzt. Dabei wird besonderes Augenmerk darauf gelegt, die Konsistenz bei der Nutzung rheologischer Parameter in der Berechnung des instantanen elastichen Effekts und der GIA-Schätzung zu verbessern. Damit soll insgesamt zur aktuell andauernden Diskussion beigetragen werden, inwieweit die physikalischen Prozesse im Erdinneren in ihrer Komplexität besser erfasst werden können, und wie wir unser Verständnis der Wechselwirkung zwischen Eismassenänderung und fester Erde, die sich in GIA und resultierender Meeresspiegeländerung äußert, verbessern können.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten - mit Fortsetzungsantrag 2025 - 2030
• Mitverantwortliche: Dr. Graeme Eagles; Dr. Ingo Sasgen