Linking micro-physical properties to macro features in ice sheets with geophysical techniques
The flow of the Antarctic ice sheet is controlled by processes occurring at its surface, at its base, and by the spatial variation of rheological properties within the ice. The internal structure of the ice sheet represents an integrated memory of the interaction of these processes and properties, knowledge of which has key implications for unraveling its history and predicting its future behaviour. The research group engages in the detection of macro-scale internal layer architecture with electromagnetic and seismic reflection methods, and the understanding of physical properties on the micro-scale which cause the reflections. Laterally imaging the layer architecture yields complementary information to the direct evidence of physical properties otherwise solely provided by ice cores, which are however limited to single points. The frequency-dependent dielectric properties of firn and ice cores in the range of 100 kHz to 3 GHz are determined with a large coaxial cell. Seismic properties and the possibility to image these by surface experiments are investigated during field studies in the European Alps and in Antarctica.The combination with physical ice-core properties enables forward modeling of seismograms and identification of seismic reflector origins. Development of an inversion scheme yields the means to extract the micro-physical information inherent in electromagnetic and seismic data and to provide a distribution of physical properties in the ice column - a synthetic ice core.
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Offers for diploma or master theses
(within the field of applied geophysics in the section of glaciology):
* Auswertung und eisdynamische Interpretation eines Reflexionsseimik-Profils vom Ekström-Eisstrom, Antarktis
- klassische Seismik-Prozessierung und Interpretation der internen Struktur im Hinblick auf Eisdynamik
* 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.
Support
limpics is an Emmy Noether Independent Junior Research Group funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) and hosted at AWI and the Institute for Environmental Physics at the University of Heidelberg.
Typical setup of GPR surveys for field work on the ice sheet to image the internal layer structure at shallow depths.
