Projekt: „Multimethodische, dreidimensionale Untersuchung von open- und closed-system Pingos in Nordwest Kanada (Pingo 3D)“

• Antragsteller: Professor Dr. Christof Kneisel
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515411322

Pingos sind eine der wichtigsten Landformen der Arktis und stellen die Leitform des arktischen Periglazials dar. Das Projekt zielt darauf ab, neue Einblicke in die innere Struktur von open- und closed-system Pingos und deren Genese zu gewinnen, indem ein kombinierter Ansatz aus dreidimensionalen geophysikalischen Messungen und verschiedenen in-situ- Daten verwendet wird. Mögliche Wechselwirkungen zwischen Oberflächen- und Untergrundeigenschaften stehen dabei im Vordergrund. Zur Durchführung der 3D geophysikalischen Untersuchungen sollen Geoelektrik, Induzierte Polarisation, Georadar und gegebenenfalls Elektromagnetik zum Einsatz kommen, da diese eine hochaufgelöste Charakterisierung des oberflächennahen Untergrundes sowie eine gute Abgrenzung zwischen gefrorenen und ungefrorenen Bereichen ermöglichen. Zusätzlich soll mittels Oberflächentemperatur-Loggern sowie mehreren Bohrlöchern die Variabilität des thermischen Regimes untersucht werden. Zu den Oberflächenparametern zählen neben verschiedenen topographischen Merkmalen auch die Vegetationsart und –höhe. Diese sollen mittels hochauflösender, drohnenbasierter Geländemodelle und Orthophotos bestimmt und über den Projektverlauf hinweg auf Veränderungen untersucht werden. Langfristige Veränderungen werden durch eine Zeitserienanalyse von Landsat-Daten sowie eine Deformationsanalyse basierend auf einer InSAR-Auswertung erfasst. Als weiteres Bindeglied zwischen Oberfläche und Untergrund soll zudem die lokale Oberflächenhydrologie sowie die Hydrologie innerhalb der sommerlichen Auftauschicht untersucht und modelliert werden. Der kombinierte Ansatz aus 3D Geophysik, Fernerkundungsmethoden, hydrologischer Modellierung und verschiedenen in-situ-Daten ermöglicht es, die internen Strukturen von Pingos im Detail zu untersuchen und gleichzeitig die komplexen Wechselwirkungen zwischen Oberflächen- und Untergrundprozessen zu erforschen. Die Synthese umfasst die Identifizierung von Einflussgrößen auf die Oberflächen- und Untergrundverhältnisse und allfälliger Wechselwirkungen zwischen Oberflächen- und Untergrundparametern. Der methodische Ansatz ermöglicht, verbesserte konzeptionelle Modelle der Pingo-Genese zu entwickeln, um die kryo-hydrogeologischen Prozesse zu erklären, die in den arktischen Geosystemen stattfinden. Diese Prozesse sind elementar für den Lebenszyklus von Pingos, sind aber auch in anderen arktischen Permafrostlandschaften von Bedeutung. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse können standortspezifische Szenarien für die künftige Permafrostdynamik und deren Auswirkungen auf die Landformen entwickelt werden. Darüber hinaus liegt die weitergehende wissenschaftliche Bedeutung der Studie, in der Möglichkeit, die komplexe Permafrosthydrologie besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen