Gravimetrische Bestimmung der Reaktion der festen Erde auf Eismassenänderungen in Süd-Patagonien

• Antragsteller: Dr.-Ing. Axel Rülke; Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426109121

Das beantragte Projekt stellt sich zum Ziel, gravimetrische Messungen in der Region des Südpatagonischen Eisfelds (südliches Südamerika) zu realisieren und zu interpretieren. Im Rahmen bisheriger Arbeiten der Antragsteller wurde eine außergewöhnlich große Krustenhebung in dieser Region festgestellt. Diese Deformation wird durch die Reaktion der festen Erde auf vergangene und heutige Eismassenänderungen der Patagonischen Eisfelder hervorgerufen. Während die zur heutigen Zeit andauernde Reaktion auf vergangene Änderungen als glazial-isostatischer Ausgleich (GIA) bezeichnet wird, sind derzeitige Eismassenänderungen für eine sofortige elastische Reaktion verantwortlich. Geodätische Messungen der entsprechenden Effekte liefern entscheidende Randbedingungen, um regionale GIA-Modelle zu verbessern, indem Rückschlüsse sowohl auf die Rheologie der festen Erde als auch auf die klimatisch bedingte Eismassenänderung ermöglicht werden. Mit der wiederholten Absolutgravimetrie steht dabei eine geodätische Beobachtungstechnik zur Verfügung, die sich in anderen Regionen bereits als überaus geeignet für die erfolgreiche Bestimmung von GIA-Effekten herausgestellt hat. Im Bereich der patagonischen Eisfelder jedoch wurde diese Technik bisher nicht angewendet. Im Rahmen des Projekts sollen deshalb in drei Kampagnen wiederholte Messungen eines aus acht Messpunkten bestehenden regionalen Netzes mit einem Absolutgravimeter vom Typ FG5 durchgeführt werden. Aus diesen Messungen werden Schwereänderungen an der Oberfläche abgeleitet. Diese dienen als unabhängige Observablen des kombinierten Effekts aus GIA und elastischer Reaktion und werden somit eine Lücke zwischen der Satellitengravimetrie (Daten der Missionen GRACE und GRACE-FO) und geodätischen GNSS-Messungen schließen. Die Oberflächen-Schwereänderungen werden für eine Interpretation gemeinsam mit den bereits durch die Antragsteller abgeleiteten Hebungsraten und den satellitengravimetrischen Ergebnissen genutzt. Diese Analyse wird unsere Kenntnis über die mit der Deformation der festen Erde verbundenen Massenänderungen verbessern. Dabei wird eine erfolgreiche Separation der Signale aufgrund der Massenänderung im Erdinneren und der Massenänderung aufgrund des rapide ablaufenden Eisrückzugs dabei helfen, die Modellierung der festen Erde (der visko-elastischen Rheologie) zu verbessern und heutige Eismassenänderungen mit einer gegenüber der Satellitengravimetrie höheren Auflösung zu erfassen. Die Ursachen des außergewöhnlich hohen GIA-Signals im Bereich des Südlichen Patagonischen Eisfelds besser zu erklären wird außerdem dabei helfen, die sogar noch höheren Hebungsraten in der Region des Amundsenmeeres, Westantarktika, besser zu verstehen. Das Projekt wird von der Synergie profitieren, die sich aus der Verfügbarkeit des Absolutgravimeters FG5-227 des BKG am Argentinisch-Deutschen Geodätischen Observatorium (AGGO) ergibt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen