Deformation der festen Erde in Patagonien: Geodätische Bestimmung und geodynamische Interpretation

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 575188760

Patagonien ist generell durch eine besondere tektonische und rheologische Situation mit einer außergewöhnlichen Intensität der rezenten Deformation der festen Erde gekennzeichnet. Dieser Antrag konzentriert sich auf den nördlichen Teil des patagonischen Asthenosphärenfensters, in dem auch das Nördliche Patagonische Eisfeld (NPI) liegt. Die wichtigsten geodynamischen Prozesse, die diese Region charakterisieren, sind ein starker Fluss im oberen Mantel durch das Asthenosphärenfenster, die glazial-isostatische Anpassung (GIA) an vergangene und rezente Massenänderungen der patagonischen Eisfelder und die Plattensubduktionstektonik. Jüngste Belege für eine ungewöhnlich niedrige Viskosität des Erdmantels und einen sich beschleunigenden Eismassenverlust machen das NPI zu einem idealen natürlichen Labor für die Erforschung der instationären Deformation, die neue Modelle als Teil der viskoelastischen Reaktion der festen Erde auf Eisauflaständerungen vorhersagen. Das Projekt soll somit zu einem besseren Verständnis dieser Prozesse beitragen, indem es geodätische Randwerte und geophysikalische Modellierung kombiniert. Endogene und exogene Prozesse verursachen eine Verformung der festen Erde mit einer Intensität, die in vertikalen und horizontalen, aus GNSS-Messungen abgeleiteten Punktverschiebungen nachweisbar ist. Deren räumliches Muster widerspiegelt die Überlagerung dieser Prozesse. Eine Quantifizierung des rezenten Deformationsfeldes aufgrund von in-situ Messungen ist für eine korrekte Diagnose der einzelnen Beiträge von grundlegender Bedeutung. Allerdings sind dafür die bisher vorliegenden geodätischen Beobachtungen nicht ausreichend. Der Antrag stützt sich auf umfangreiche bisherige Arbeiten des Antragstellers in Patagonien, insbesondere im Bereich des Südlichen Patagonischen Eisfelds seit 1996. Im Gebiet des NPI wurde bereits 2005 mit GNSS-Messungen begonnen. Der Projektvorschlag beinhaltet drei GNSS-Messkampagnen, um die für die Bestimmung der Punktverschiebungen erforderlichen geodätischen Beobachtungen zu erhalten. Auf Grundlage einer sorgfältigen Datenanalyse, bei der modernste Methoden und Modelle zum Einsatz kommen, sollen genaue Verschiebungsraten und deren zeitliche Veränderungen abgeleitet werden. Hierbei erwarten wir nichtlineare Signalanteile, die zum besseren Verständnis des instationären GIA-Effekts beitragen. Die Interpretation und Synthese der neuen Beobachtungsdaten beinhaltet die Entwicklung, Validierung und Parameteranpassung von Modellen der wichtigsten geodynamischen Prozesse. Die Interpretation wird sowohl die horizontalen und vertikalen Komponenten der Punktverschiebung als auch nichtlineare zeitliche Variationen umfassen. Die erwarteten Ergebnisse sind von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage relativer Meeresspiegeländerungen und werden zur Bewertung der seismischen Gefahren in einer Region mit einer dynamischen sozioökonomischen Entwicklung beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen