Untersuchung von Eismassenbilanz und glazial-isostatischem Ausgleich im Gebiet des Amundsenmeeres, West-Antarktis, mit Hilfe geodätischer Beobachtungen und Modellierung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257472439

Der größte Anteil des Eismassenverlusts in der Antarktis von ca. 150 Gt/a ist für den westantarktischen Eisschild festzustellen. Der äquivalente globale Meeresspiegelanstieg beträgt ca. 0,4 mm/a. Ein Zusammenbruch dieses marin basierten Eisschilds würde den globalen Meeresspiegel weit über die Werte hinaus ansteigen lassen, die bis 2100 prädiziert werden. Das Gebiet des Amundsenmeeres ist die für Änderungen am meisten sensitive Region, insbesondere mit den großen Eisströmen von Pine-Island-, Thwaites- und Smith-Gletscher, die einen wesentlichen Anteil am Eismassenverlust aufweisen. Auch deshalb hat sich diese Region in den letzten Jahren zu einer Schlüsselregion für intensivierte Forschung entwickelt. Um die Eismassenbilanz zu bestimmen, werden die geodätischen Methoden der Satellitengravimetrie und -altimetrie zusammen mit präzisen, wiederholten GPS-Messungen genutzt. Jedoch ist die Korrektion aufgrund des glazial-isostatischen Ausgleichs (GIA) nach wie vor eine Hauptquelle der Unsicherheit und somit für den größten Fehleranteil in den auf der Satellitengravimetrie basierenden Schätzungen der Eismassenbilanz verantwortlich. Der GIA-Masseneffekt liegt in der gleichen Größenordnung wie die derzeitigen Eismassenänderungen selber. Modellen, die für die Prädiktion von GIA-Effekten benutzt werden, mangelt es nach wie vor an auf Messungen basierenden Randbedingungen sowie an ausreichender Komplexität sowohl der Eisauflastgeschichte als auch der Rheologie. Deshalb geht dieses Projekt von einer antarktisweiten Analyse aus und fokussiert dann auf die Region des Amundsenmeeres. Es wird, erstens, eine Kombination von Satellitengravimetrie und -altimetrie für eine Schätzung des GIA-Effekts genutzt. Diese Schätzung wird mit Hilfe unabhängiger GPS-Daten der vertikalen Deformation validiert. Dafür werden wiederholte GPS-Messungen im Arbeitsgebiet vor allem während der Polarstern-Fahrt ANT-XXX/3 durchgeführt. Zweitens werden die geodätischen GIA-Schätzungen als Randbedingungen in eine verfeinerte GIA-Modellierung eingeführt. Diese regionale Verfeinerung basiert auf dem GIA-Modell IJ05-R2 (Ivins et al., 2013) und ermöglicht eine detaillierte Untersuchung von Variationen in der Rheologie und der Eisauflastgeschichte. Für eine verbesserte regionale GIA-Modellierung sollen auch die Ergebnisse geophysikalischer, glazial-morphologischer und geologischer Untersuchungen herangezogen werden, um speziell Randbedingungen für eine realistische Datierung und Positionierung der Eisauflasten zu erschließen. Das regional verbesserte GIA-Modell wird - eingebettet in das übergeordnete Antarktis-Modell - genutzt, um in iterativer Weise zu einer verbesserten Schätzung der Eismassenbilanz und des äquivalenten Beitrags zur globalen Meeresspiegeländerung zu gelangen, ergänzt durch eine alle Prozessierungsschritte umfassende Fehleranalyse.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Internationaler Bezug: Großbritannien, USA
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Karsten Gohl; Dr. Erik Ivins; Dr. Joanne Johnson