Dynamics and stability of the Wilkins ice shelve on the south-western Antarctic Peninsula
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.
Abbruchereignisse 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. Der Lehrstuhl Technische Mechanik der TU Kaiserslautern wird sich mit der bruchmechanischen Komponente
des Projekts befassen. Dies beinhaltet die Finite Elemente Simulation verschiedener Belastungssituationen von
Rissen in Eis unterschiedlicher Konsistenz, zum Beispiel das Durchfrieren mit Wasser gefüllter Risse. Eine
besondere Herausforderung entsteht hier durch die nur sehr unzureichenden Kenntnisse der Zusammensetzung von
Schelfeis und den damit verbundenen bruchmechanischen Eigenschaften.
Sobald die grundlegenden Prinzipien der Bruchmechanik von Eis verstanden sind, können in der Vergangenheit
entstandene Bruchereignisse simuliert werden und bei guter Übereinstimmung der Simulationsergebnisse mit der
Realität Vorhersagen über mögliche zukünftige Aufbrüche getroffen werden. Zusätzlich können die durch Risse
im Eis entstehenden Änderungen der Viskosität des Schelfeises berechnet werden. Diese stellen eine wichtiges
Feedback für die eisdynamische Modellierung dar.
Scientists
Prof. Dr.-Ing. Ralf Müller
Bruchmechanik, Mikromechanik, Finite Elemente
TU Kaiserslautern
Dipl.-Ing. Carolin Plate
Bruchmechanik von Eis
TU Kaiserslautern
Research area
Wilkins ice shelve, South-western Antarctic Peninsula
Publications
Humbert A, Gross D, Müller R, Braun M, van de Wal RSW, van den Broeke MR, Vaughan DG, van de Berg WJ. Deformation and failure
of the ice bridge on Wilkins Ice Shelf, Antarctica (In press).
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fracture mechanics, Computational Mechanics, 40/6. doi 10.1007/s00466-007-0159-9
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Research funding organisation
German Research Foundation
Project number: MU 1370/4
Funding period: 2009 - 2012
