Geodätische Messung geodynamischer und glaziologischer Prozesse an den Patagonischen Eisfeldern

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464551298

Kontinentale Eismassen reagieren regional unterschiedlich auf Klimaänderungen, mit Auswirkungen auf Wasserressourcen, lokale Gefährdungslagen, den globalen Meeresspiegel und Prozesse der festen Erde. Ausdehnung, Volumen und Masse der Patagonischen Eisfelder (NPI und SPI) sind derzeit starken Änderungen unterworfen. Dabei ist die Quantifizierung und Erklärung der Änderungsprozesse von großen Unsicherheiten geprägt. Eismassenänderungen interagieren durch ihren Auflasteffekt mit der festen Erde. Die resultierenden, außergewöhnlich großen Deformationen in Patagonien (bis zu 4 cm/a Vertikalbewegung am SPI) sind durch die besondere tektonische und rheologische Situation bedingt. Diese ist durch die Subduktion des mittelozeanischen Rückens am chilenischen Tripelpunkt, die Öffnung des patagonischen Lithosphärenfensters und das Aufsteigen heißen Mantelmaterials niedriger Viskosität charakterisiert. Die Modellierung von Auflastdeformationen in Patagonien – sowohl der elastischen Deformation also auch des glazial-isostatischen Ausgleichs (GIA) – sieht sich daher mit großen Herausforderungen konfrontiert: der besonderen rheologischen Situation, der Unsicherheit der rezenten Eismassenänderung und der eingeschränkten Datengrundlage nicht nur in Hinsicht auf die Deformation der Erdoberfläche.Um diese Datengrundlage entscheidend zu verbessern, stellt sich dieses Projekt zum Ziel, verschiedene Messkampagnen durchzuführen und dabei eng zu koordinieren, um Kosten zu optimieren. Erstens sollen in enger Kooperation mit einem von M. Braun (FAU Erlangen-Nürnberg) geleiteten Projekt geophysikalisch-glaziologische Flugkampagnen über den Patagonischen Eisfeldern mit Hilfe der Polarflugzeuge P5/6 des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) durchgeführt werden. Dabei sollen flugzeuggestützte Messungen der Eisoberflächenhöhe, der internen Struktur der Eiskörper und das Schwerefelds über dem SPI und NPI realisiert werden. Zweitens sollen wiederholte, geodätische GNSS-Messungen an bereits vermarkten Punkten in Südpatagonien erfolgen. Im Ergebnis dieser Messkampagnen und der Prozessierung der Rohdaten werden erhalten: 3D-Koordinaten der Flugtrajektorie, Eisoberflächenhöhen entlang der Flugprofile und Schwerestörungen für das SPI und NPI sowie vertikale und horizontale Deformationsraten für bis zu 35 Punkte in der Region Puerto Natales – Torres del Paine (Chile) und östlich des SPI (Prov. Santa Cruz, Argentinien). Der zeitliche und finanzielle Aufwand ist beträchtlich, um die geplanten Messungen zu realisieren. Sowohl für die Flugkampagnen als auch für die GNSS-Feldmessungen in Südpatagonien sind die logistischen Anforderungen enorm, aufgrund der Wetterbedingungen und, besonders für die bodenbasierten Arbeiten, aufgrund der großen Distanzen und des schwierigen Zugangs zu den Messpunkten. Somit konzentriert sich dieser Antrag auf die Erhebung neuer Daten und ihrer nachfolgenden Prozessierung. Die integrale Analyse und Interpretation wird Gegenstand eines separaten Projekts sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen