Study of the dynamic state of ice shelves on the south-western Antarctic Peninsula by an interdisciplinary approach of remote sensing, fracture mechanics and modelling of ice dynamics
Das Wilkins Eisschelf liegt im südlichen Teil der antarktischen Halbinsel auf der so genannten 9°C Isothermen. Damit befindet es sich im Bereich einer vermuteten klimatischen Grenze für die Existenz von Schelfeisen. Mit einer Temperaturerhöhung von 2.5K innerhalb der letzten 50 Jahre stellt die Antarktische Halbinsel einen Brennpunkt des Klimawandels dar.
Aufbruchereignisse am Wilkins Eisschelf (Februar, Mai und Juli 2008) haben ihr Potential zur Disintegration deutlich aufgezeigt. Der Zusammenhang zwischen dem Zerbrechen von Eisschelfen und Fließgeschwindigkeit der dahinter liegenden Gletscher ist noch nicht genau verstanden, jedoch zeigten einige Gletscher entlang der Antarktischen Halbinsel, dass nach der Disintegration der vorgelagerten Eisschelfe eine deutlich höhere Eisabgabe an das Meer und eine damit verbundene Erhöhung der Meeresspiegels erfolgte.
Eine interdisziplinäre Vorgehensweise, bestehend aus Fernerkundung, eisdynamischer Modellierung und Bruchmechanik soll nun helfen, das Verständnis des Einflusses von Temperaturerhöhung auf die Stabilität von Schelfeisen zu erweitern. Das Zentrum für Fernerkundung der Landoberfläche der Universität Bonn befasst sich mit der Ableitung von Bewegungsfeldern des Schelfeises und der Zuflußgletscher vor und nach den Aufbruchereignissen. Hierzu werden Daten verschiedenster Satellitensensoren eingesetzt; insbesonder Daten des deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X sowie Bilder der europäischen Umweltsatelliten ERS-1/2 und ENVISAT (SAR Instrumente) und des japanischen ALOS (PALSAR Instrument). Die Auswertungen werden mit SAR Interferometrie und sogenannte Offset-Tracking-Verfahren (auf Basis von Bildkorrelation) durchgeführt. Die Geschnwinigkeitsfelder zu unterschiedlichen Zeitpunkten geben Informationen zu den sich ändernden Spannungsverhältnissen im Schelfeis. Zusätzlich werden Grundlagendatensätze für die eisdynamische Modellierung (Aufsetzlinie, Rissentwicklung, Rückzugsflächen) aus den Daten abgeleitet.
Abb. 1: Rückzug des Wilkins Ice Shelf seit 1986 abgeleitet aus Daten verschiedenster Satelliten. Hintergrundbild: TerraSAR-X Bild vom 2009-11-02, © DLR, 2009 überlagert auf ein ENVISAT ASAR Bild vom 2009-06-30, © ESA, 2009.
Scientists
Matthias Braun
University of Alaska, Fairbanks
Prof. Dr.-Ing. Ralf Müller
Bruchmechanik, Mikromechanik, Finite Elemente
TU Kaiserslautern
Dr. Angelika Humbert
Institute of Geophysics
University of Muenster
Research areas
Wilkins Ice Shelf (72° W, 71,5° S)
Publications
Rueckamp M, Braun M, Suckro S, Blindow N, (submitted). Observed glacial changes on the King George Island ice cap, Antarctica in the last decade. Revised version submitted to Global and Planetary Change.
Blindow N, Suckro S, Rueckamp M, Braun M, Schindler M, Breuer B, Saurer H, Simoes JC, Lange M, 2010. Geometry and status of the King Georg Island ice cap, South Shetland Islands, Antarctica. Annals of Glaciology 51(55), 103-109.
Humbert A, Gross D, Mueller R, Braun M, van de Wal RSW, van den Broeke MR, Vaughan DG, van de Berg WJ, 2010. Deformation and failure of the ice bridge on Wilkins Ice Shelf, Antarctica. Annals of Glaciology 51(55), 49-55. http://www.igsoc.org/annals/v51/55/t55A057.pdf
Rueckamp M, Blindow N, Suckro S, Braun M, Humbert A, 2010. Dynamics of the ice cap on King George Island, Antarctica - field measurements and numerical simulations. Annals of Glaciology 51(55), 80-90.
Braun M, Humbert A, 2009. Recent retreat of Wilkins Ice Shelf reveals new insights in ice shelf break-up mechanisms. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters 6 (2), 263-267, doi:10.1109/LGRS.2008.2011925
Braun M, Humbert A, Moll A, 2009. Changes of Wilkins Ice Shelf over the past 15 years and inferences on its stability. The Cryosphere 3, 41-56.
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Research funding organisation
German Research Foundation
Project number: BR 2105/8-1
Funding period: seit 2009
