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Geophysikalische und glaziologische Untersuchungen zur Erfassung der Akkumulationsrate im Central Dronning Maud Land, Antarktis

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Anschütz, H. , Steinhage, D. , Oerter, H. , Jokat, D. and Dietrich, R. (2006): Geophysikalische und glaziologische Untersuchungen zur Erfassung der Akkumulationsrate im Central Dronning Maud Land, Antarktis , DGG Jahrestagung 2006,6-9 Maerz, Bremen, Deutschland. .
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Die Wechselwirkungen des antarktischen Eisschildes mit der Atmosphäre, den Ozeanen sowie der festen Erde stellen grundlegende Prozesse im weltweiten Klimageschehen dar. Daher ist die detaillierte Kenntnis der gegenwärtigen Veränderungen der antarktischen Eisbedeckung und der Massenbilanz von herausragender Bedeutung. Hierbei sind die Akkumulationsrate und ihre Variation in der Antarktis wichtige Parameter für das Verständnis des Eismassenhaushaltes.Akkumulationsdaten, die aus Firnkernen, Schneeschächten oder Stangenablesungen gewonnen werden, geben jedoch nur punktuell Aufschluss über die mittlere jährliche Akkumulation. Mit dem Georadar dagegen können flächendeckend interne Reflexionshorizonte und Strukturenim Eis bzw. Firn erfasst und verfolgt werden, aus denen mit Hilfe einer Alters-Tiefen-Beziehung die Akkumulation abgeleitet werden kann.Auf diesem Poster werden die Daten und Ergebnisse der Expedition VISA-Boden 2003/2004 präsentiert. Diese Expedition fand im Rahmen des VISA-Projektes statt, das zum Ziel hat, Satellitendaten durch bodengebundene und fluggestützte Messungen zu validieren. So kann z.B. mit den aus den Bodendaten gewonnenen Massenänderungen der zeitlich veränderliche Anteil der aus den Satellitenmissionen erhaltenen Schweresignale validiert werden.Dazu fanden im Südsommer 2003/2004 Untersuchungen u.a. zur Variation der Akkumulationsrate auf dem Potsdam-Gletscher im Central Dronning Maud Land, Antarktis, statt.Hierzu wurden nahezu 100 km GPR-Profile mit einer 500 MHz-Antenne auf der Hauptfliesslinie des Gletschers und senkrecht dazu gefahren. Der Spurabstand betrug 0.5 m bei 2048 Samples/Spur und einer Aufzeichnungszeit von 400 ns, so dass der obere Bereich des Firnuntergrundes hochaufgelöst überdeckt werden konnte.Ferner erfolgten an fünf ausgewählten Punkten auf den GPR-Profilen Firnkernbohrungen von je ca. 12 m Tiefe. An diesen Stellen wurden gleichfalls Schneeschächte gegraben, die je 2 m tief waren und mit 40 Proben beprobt wurden.Ziel dieser geophysikalischen und glaziologischen Feldarbeiten war es, interne Horizonte im oberen Bereich des Firnuntergrundes aufzufinden und zu verfolgen. Aus der Datierung dieser Horizonte lässt sich bei bekannter Differenz der jeweiligen kumulativen Massen (Schneeauflasten bis zur entsprechenden Tiefe) die Akkumulation berechnen.An den gebohrten Firnkernen wurden im Eislabor Dichtemessungen durchgeführt sowie DEP-Messungen (dielectric profiling), die Aufschluss geben über den Dielektrizitätskoeffizienten (DK) und die elektrische Leitfähigkeit im Firn. Weiterhin wurde der Gehalt des Sauerstoff-Isotops O-18 bezogen auf O-16 bestimmt.Aus den Dichtedaten lassen sich Massen-Tiefen-Modelle ableiten und aus dem DK und der Leitfähigkeit die Geschwindigkeit im Firn bestimmen, mit deren Hilfe die gepickten Radarhorzionte von Laufzeit- zu Tiefenwerten konvertiert und ihre jeweilige Masse bestimmt wurde. Zählen der 0-18-Peaks (Sommermaxima) führte zu einer Alters-Tiefen-Beziehung. Mit diesen Datensätzen konnte schliesslich die mittlere jährliche Akkumulation und das Akkumulationsmuster im Messgebiet bestimmt werden.Die Akkumulation im Untersuchungsgebiet variiert räumlich sehr stark mit ausgeprägten Maxima und Minima. Diese lassen sich z.T. durch die Oberflächentopographie erklären.Die mittlere Akkumulation im Untersuchungsgebiet beträgt ca. 144 kg/(m^{2}*a) mit einer einfachen Standardabweichung von 46 % des Mittelwertes. Generell lässt sich gletscherabwärts ein abfallender Trend der Akkumulation erkennen. Die zeitlichen Variationen sind im Betrachtungszeitraum 1970-2004 sehr gering und das Akkumulationsmuster ist örtlich nahezu stabil.

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