Verknüpfung von mikro-physikalischen Eigenschaften mit Makrostrukturen in Eisschilden mittels geophysikalischer Techniken
Die Bewegung des antarktischen Eisschildes wird durch Prozesse an seiner Ober- und Unterseite, sowie durch die räumliche Variation der rheologischen Eigenschaften im Eis kontrolliert. Die interne Struktur des Eisschildes stellt ein integriertes Gedächtnis der Wechselwirkung dieser Prozesse und Eigenschaften dar, deren Kenntnis für die Entschlüsselung seiner Geschichte und der Vorhersage seines zukünftigen Verhaltens eine Schlüsselfunktion besitzt. Die beantragte Nachwuchsgruppe befasst sich mit der Detektion der makroskaligen Architektur interner Schichten mittels elektromagnetischer und seismischer Reflexionsverfahren, und dem Verständnis der mikroskaligen physikalischen Eigenschaften, die diese Reflexionen verursachen. Laterale Abbildungen der Schichtarchitektur stellen eine komplementäre Information zu dem direkten Nachweis der reflexionsverursachenden physikalischen Mikroeigenschaften dar, die sich nur durch Eiskerne gewinnen lassen, die aber nur Punktinformationen liefern. Die frequenzabhängigen dielektrischen Eigenschaften von Eis im Bereich von 100 kHz bis 3 GHz werden durch Messungen von Firn- und Eiskernen mittels einer großen Koaxialzelle analysiert. Seismische Eigenschaften, und die Möglichkeit diese durch Experimente an der Oberfläche abzubilden, werden mit Feldstudien in den europäischen Alpen und der Antarktis untersucht. Die Kombination mit physikalischen Eigenschaften von Eiskernen erlaubt Vorwärtsmodellierungen von Seismogrammen und die Identifizierung des Ursprungs seismischer Reflektoren. Die Entwicklung einer Inversionsmethode ermöglicht es, die in den elektromagnetischen und seismischen Daten vorhandene Informationen über mikrophysikalische Eigenschaften zu bestimmen, und somit die Verteilung der physikalischen Eigenschaften in der Eissäule darzustellen - ein synthetischer Eiskern.
Neuigkeiten
EOS-Artikel v91(46), 16. Nov. 2010:
Neuer Ansatz zur Erkundung von Eisschilden und subglazialer Geologie
Aktive seismische Messungen waren schon in den 1920er Jahren ein wichtiger Teil geophysikalischer Traversen in der Antarktis. Neue Erkenntnisse mit einer Vibrationsquelle für aktive Seismik könnten neue Perspektiven eröffnen und zukünftige geologische und glaziologische Erkundungen in der Antarktis, in Grönland sowie auf Gletschern und Eiskappen ermöglichen.
(mit elektronischer Ergänzung)
ESF - European Polar Board Newsletter No. 5 - 5. June 2010
News from our members - Vibroseis in Antarctica
Weitere Informationen finden Sie auf unserem EGU-poster.
GEO-Magazin:
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Angebote für Diplom- und Masterarbeiten
(im Bereich der angewandten Geophysik innerhalb der Sektion Glaziologie):
* Oberflächengeschwindigkeiten und Massendurchsatz im westlichen Dronning Maud Land, Antarktis, abgeleitet aus Satelliten-SAR-Interferometrie
* Vergleich der räumlichen und zeitlichen Variation der Akkumulation entlang der Kottas-Traverse, DML, Antarktis, aus Pegel- und Bodenradarmessungen.
(Daniel Steinhage, Hans Oerter)
* Struktur und Geometrie der Eiskörper des Halvfarryggen und Sörasen, Antarktis
(Daniel Steinhage)
- Zusammenstellung aller EMR-Profile (flugzeug- und bodengestützte Messungen) der beiden Messgebiete sowie Topographie, Akkumulationsdaten etc.
- Erfassung der internen Strukturen mit Landmark
- Anpassung des vorliegenden Programms zur Berechnung der Gleichgewichtgeschwindigkeiten von Budd & Warner von 20 km x 20 km auf 2 km x 2 km
* Aktualisierter Eisdickendatensatz Nordostgrönland und daraus resultierende Änderungen der Gleichgewichtsgeschwindigkeiten
(Daniel Steinhage)
- Erstellen eines neuen Eisdickendatensatzes aus vorliegenden AWI-Daten und denen des ARCA Projektes und weiterer zugänglicher Daten
- Erfassung der internen Strukturen mit Landmark
- Anpassung des vorliegenden Programms zur Berechnung der Gleichgewichtgeschwindigkeiten von Budd & Warner von 20 km x 20 km auf 5 km x 5 km und Grönland
* Interne Struktur des Ostantarktischen Eisschilds
- Verknüpfung der EMR-Profile der Kampagne Dome Connection East Antarctica mit Eiskerndaten (ECM/DEP/Dichte/Datierung)
* Erweiterung des bestehenden Eisdickendatensatzes des Dronning Maud Lands, Antarktis, um flugzeuggestützte EMR-Messungender WEGAS Kampagne 2008-09 (bzw. 2009-10)
(Daniel Steinhage)
- Auswertung der für 2008-09 ( bzw. 2009/10) in der Antarktis geplanten Flugzeugkampagne WEGAS hinsichtlich Eisoberflächentopographie aus Altimetermessungen sowie Eisdicken und interner Struktur aus EMR-Messungen
- Integration der neuen Datensätze in bestehende
- Bestimmung der Auswirkungen der neu erstellten Datensätze mittels des einfachen Modells zur Bestimmung der Gleichgewichtsgeschwindigkeiten von Budd & Warner
* Bewegung des Ekströmisen, Antarktis, abgeleitet aus GPS Aufzeichnungen an der Neumayer Station
(Daniel Steinhage)
- Auswertung der GPS-Aufzeichnen der Neumayer Station zur Bestimmung des langjährigen Bewegungsverhaltens des Ekströmisen
Bei näherem Interesse einfach direkt nachfragen.
Förderung
LIMPICS ist eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe, finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), angesiedelt am AWI und dem Institut für Umweltphysik der Uni Heidelberg.
Typischer Bodenradar-Messschlitten zur Feldarbeit auf dem Eisschild, um die interne Struktur in geringen Tiefen abzubilden.
