Wärmefluss und lithosphärische Eigenschaften in Westantarktika und ihre Bedeutung für kryosphärische Prozesse

• Antragsteller: Maximilian Lowe, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 580540881

Die Antarktis spielt einen entscheidenden Faktor beim Meeresspiegelanstieg in einem sich erwärmenden Klima. Zukünftige Projektionen sind jedoch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, da die geologische Beschaffenheit der Antarktis bislang nur unzureichend bekannt ist. Die subglaziale Geologie beeinflusst die Eisschilde maßgeblich, etwa durch den Wärmefluss der festen Erde. Dieser Wärmefluss kann die Rheologie des Eises verändern oder Eisschmelze verursachen. Beide Prozesse begünstigen den Fluss des Eises, was zu Instabilität des Eisschildes beitragen kann und so zum Meeresspiegelanstieg führt. Das Westantarktische Rift-System ist von entscheidender Bedeutung, da hier der Eisschild am schnellsten Masse verliert. Trotzdem ist wenig über die geologische Beschaffenheit bekannt. Bestehende geophysikalische Schätzungen des Wärmeflusses beruhen oft auf einzelnen Datensätzen, liefern widersprüchliche Ergebnisse und berücksichtigen keine geologischen Heterogenitäten. Daher sind interdisziplinäre geophysikalische Ansätze erforderlich, um die Geologie und den Wärmefluss in der Antarktis zu verstehen. Dieses Projekt wird mit interdisziplinären geophysikalischen Ansätzen die Geologie, physikalischen Eigenschaften und das thermische Regime des Westantarktischen Rift-Systems bestimmen. Drei miteinander verknüpfte Forschungsziele (RZ) bilden den Kern: • RZ1: Erstellung eines hochauflösenden Krustenmodells von Westantarktika, basierend auf der gemeinsamen Inversion von Schwere- und Magnetikdaten. Die petrophysikalischen Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit und Wärmeproduktion) werden abgeleitet, indem die invertierte Dichte und Suszeptibilität mit bekannten Gesteinstypen verknüpft werden. • RZ2: Implementierung des neu erstellten Krustenmodells in ein thermisches Lithosphärenmodell, basierend auf einem integrierten geophysikalisch-petrologischen Modellierungsschema, um den Wärmebeitrag des Erdmantels zu bestimmen. • RZ3: Quantifizierung des Einflusses der festen Erde auf Prognosen des Meeresspiegelanstiegs durch Integration, sowohl des neu entwickelten als auch bestehender Wärmeflussmodelle in Eisschildmodelle wie Elmer/Ice und UFEMISM. Das Erreichen dieser Ziele wird a) eine interdisziplinäre geophysikalische Blaupause ergeben, um den subglazialen Wärmefluss in der Antarktis besser zu definieren, indem die entscheidende subglaziale Geologie und ihre Eigenschaften berücksichtigt werden. Dies wird einen neuen Maßstab für die genaue Darstellung dieser bislang nur unzureichend bekannten Parameter in Eisschildmodellen setzen. b) leicht implementierbare Datensätze zu geologischen Randbedingungen und Wärmefluss für zukünftige Eisschildsimulationen bereitstellen. c) das thermische Regime in Westantarktika im geodynamischen und tektonischen Kontext neu zu bewerten, indem der derzeitige Streit über ein heißes oder kaltes Rift-System gelöst wird, und d) Einblicke in die Sensitivität des Wärmeflusses für Vorhersagen der Meeresspiegelanstiegsrate liefern.

• DFG-Verfahren: Stelle