Erweiterung des Verständnisses des glazial-isostatischen Ausgleichs in Antarktika

• Antragsteller: Dr. Volker Klemann; Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562072489

Der Antarktische Eisschild (AIS) nimmt eine Schlüsselrolle im globalen Klima ein. Die glazial isostatische Anpassung (GIA), die die Antwort der festen Erde auf Eismassenänderungen beschreibt, ist ein die Stabilität des AIS bestimmender Schlüsselprozess. Entscheidende Mechanismen wie die marine Eisschildinstabilität (MISI) werden durch die Wechselwirkungen zwischen Ozean, Atmosphäre, Eisschild und fester Erde kontrolliert, und sie bewirken eine Rückkopplung mit der durch GIA verursachten vertikalen Bewegung der Erdkruste. Die Rheologie der Erde, hier vor allem die Viskositätsverteilung im oberen Mantel, kontrolliert die zeitliche Skala und das räumliche Muster der GIA-Antwort auf die Eismassenänderungen. Jedoch ist die GIA-Modellierung durch ein bisher ungenügendes Prozessverständnis eingeschränkt, was insbesondere die Berücksichtigung der rheologischen Struktur der festen Erde, vor allem lateraler Viskositätsvariationen, angeht. Ziel des Projektes ist es, unser Verständnis von GIA-getriebenen Prozessen und damit die Modellierung von GIA in der Antarktis entscheidend zu verbessern. Hinsichtlich des dynamischen Zustandes des AIS und seines postulierten mittel-holozänen Wiedervorstoßes konzentrieren wir uns auf Eismassenänderungen vom Holozän bis heute. Dazu kombinieren wir Antarktis-weite GNSS-Beobachtungen mit einer lateral variierenden Erdstruktur unter der Antarktis, und setzen uns die Ziele (1) die Unsicherheit von GIA-Modellierungsergebnissen zu reduzieren und bisherige Inkonsistenzen mit GNSS-Beobachtungen aufzulösen, sowie (2) die Genauigkeit der GIA-Modelle soweit zu verbessern, dass wir die entscheidenden Wechselwirkungen zwischen dem Eisschild und der festen Erde besser verstehen. Um dies zu erreichen, werden wir die neue Qualität und Quantität geophysikalischer, geologischer und geodätische Beobachtungsdaten nutzen, die vor allem innerhalb des SPP1158 erhoben werden. Damit gewinnen wir (a) bessere Belege der Vereisungsgeschichte seit dem Holozän, (b) bessere Parametrisierungen der Struktur und Rheologie der Antarktischen Lithosphäre und des Erdmantels, und (c) ein besseres Verständnis der mit GNSS gemessenen Krustenbewegungen. Zusätzlich zu einer kontinentweiten Analyse konzentrieren wir uns auf drei Regionen, und zwar das Gebiet des Amundsenmeeres in der Westantarktis sowie den Indischen Sektor und das Dronning-Maud-Land in der Ostantarktis, um den durch heutige und zurückliegende Eisauflaständerungen bedingten Deformationsprozess detailgenau zu untersuchen. Damit beabsichtigen wir, die Unsicherheiten in Bezug auf die den GIA kontrollierenden Parameter einzugrenzen sowie bisherige Lücken in der GIA-Modellierung Antarktikas zu schließen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten