Antragsteller:in

Professor Dr. Reinhard Drews
Eberhard Karls Universität Tübingen
Fachbereich Geowissenschaften
Arbeitsgruppe Geologie und Geodynamik
Schnarrenbergstraße 94-96
72076 Tübingen

Projektbeschreibung

Die polaren Eisschilde beschleunigen den Meeresspiegelanstieg, und ein Großteil des Massenverlusts wird durch Prozesse an den Eis–Ozean-Grenzen angetrieben. Unterschiede in der Implementierung dieser Grenze erklären einen erheblichen Teil der Streuung in Modellvorhersagen. Es wurden große Fortschritte bei der Kopplung von Eis- und Ozeanmodellen erzielt, die die Grenze typischerweise als binäre Aufsetzlinie entlang eines idealisierten Eis–Bett–Ozean-Kontaktpunkts definieren. Beobachtungen und Modellierungen zeigen jedoch, dass diese Grenze besser als räumlich verteilte, ästuarine Grundungszone beschrieben werden kann, die einen bidirektionalen Austausch von Salzwasser aus dem Ozean und Süßwasser aus dem Eisschild umfasst. Prozesse innerhalb dieses Systems können eine sich selbst verstärkende, destabilisierende Rückkopplung auslösen, die zu deutlich erhöhtem basalem Schmelzen weit landeinwärts der idealisierten Aufsetzlinie führt. Ein wesentliches offenes Forschungsfeld in ästuarinen Zonen ist die Rolle der Ozeanströmungen und Gezeiten, die bislang nicht in die Modellphysik integriert sind, da es nur begrenzte Beobachtungsdaten gibt. Hier setzt unser Projektvorschlag an, um die entscheidenden Daten und das Prozessverständnis bereitzustellen, die für verbesserte Vorhersagen erforderlich sind. Unser Hypothese ist, dass Wasser-Austauschprozesse zwischen Eis und Ozean unter marinen Gletschern durch vertikale Hebung und Senkung der Eisoberfläche im Zentimetermaßstab sowie durch zeitlich variierende Wasserparameter an der Eisfront identifiziert werden können. Die räumlich-zeitliche Variabilität dieser Messgrößen wird Aufschluss über die Bedingungen geben, unter denen Ozeanwasser stromaufwärts eindringt. Um dies zu testen, kombiniert unser Projektteam zwei komplementäre Instrumente, die beide Messgrößen gleichzeitig erfassen können: ein terrestrisches Radarinterferometer und Wasserprobenahmen mittels unbemannter Luftfahrzeuge. Grönland bietet eine ideale Umgebung zur Überprüfung unserer Hypothese. Die dort beobachteten Prozesse dienen als Analog für antarktische Grundungszonen, die aufgrund des Fehlens von Fjorden und umgebenden Felsklippen mit dieser Instrumentierung nicht zugänglich sind. Das Projekt ist hochaktuell, da es Synergien mit einer parallel laufenden Expedition eines großen Forschungsschiffs im selben Gebiet (geleitet vom Danish Centre of Excellence ) schafft, welche großräumige ozeanische Antriebsmechanismen und Fjorddynamiken erfasst und damit unsere Messungen ergänzt. Beobachtungen zeitgleicher Änderungen der ozeanischen Eigenschaften und der Eis-Dynamik auf gezeitenabhängigen Zeitskalen wurden bisher nicht erreicht. Sie werden dringend benötigte Informationen über eine Reihe wichtiger glaziologischer Prozesse liefern, darunter Migration der Gründungszone, zeitliche Veränderungen subglazialer Hydrologiesysteme, sowie Variabilität der Massen- und Energieflüsse in die Ozeane.

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