Dynamik von Eisschilden und der festen Erde

Ilullisat Icefjord (Jakobshavn Isbrae), Disko Bay, West Grönland © I Sasgen

Das Thema Dynamik von Eisschilden und der festen Erde behandelt die numerische Simulation der transienten Dynamik von und Wechselwirkungen zwischen den Teilsystemen Ozean, Kryosphäre und fester Erde für heutige und während der letzten Eiszeit ablaufenden Prozesse. Die Teilsysteme müssen für ein besseres Verständnis der ablaufenden Prozesse gekoppelt werden. Im Fokus stehen dabei folgende Kopplungsmechanismen, Oberflächenbelastung, gravitative Anziehung und Austausch von Masse, Moment und Energie. Signaturen der Prozesse finden sich in den wichtigsten langen Zeitreihen geodätischer und geophysikalischer Beobachtungen. Ihre Quantifizierung ist eine wichtige Aufgabe, um andauernde Langzeitprozesse von heutigen antropogen beeinflussten Prozessen im Erdsystem abzugrenzen.

Einer dieser Prozesse von globaler Bedeutung ist die durch die Eiszeiten verursachte glazial isostatische Anpassung (GIA), die die Reaktion der festen Erde und des Meeresspiegels auf die Vereisungszyklen während der letzten Millionen Jahre beschreibt und auch die Reaktion auf die während der letzten Jahrhunderte abschmelzenden Gletscher bis hin zu heutigen Änderungen einschließt.

Während der letzten 20 Jahre wurden die geodätischen Beobachtungstechniken und -systeme erheblich verbessert. Die betrachteten Prozesse sind damit mit einer Genauigkeit messbar, die eine entsprechend quantifizierbare Vorhersage verlangt, um sie von anderen klimatisch oder geodynamisch getriebenen Prozessen zu trennen.

Um GIA und rezente Eismassenänderungen zu quantifizieren, werden die Dynamik des Klimas, der Eisschilde sowie der festen Erde benötigt. Wir konzentieren uns auf die numerische Modellierung der Eisschilddynamik als Reaktion auf Klimavariationen, modellieren, wie die feste Erde auf Oberflächenauflasten reagiert und berücksichtigen die gravitativ konsistente Kopplung, die die Antwort des Ozeans und somit Meeresspiegelvariationen mit einbezieht.

Die Dynamik der festen Erde und die Eisdynamik werden im Wesentlichen durch ihre jeweiligen rheologischen Materialeigenschaften bestimmt, so dass eng mit Materialwissenschaften zusammengearbeitet wird und, im Falle der festen Erde, geodynamische und seismologische Kenntnisse einfließen.

Die Interpretation geomorphologischer und geologischer Indikatoren verlangt nach einer Beteiligung von weiteren Geowissenschaften sowie eine enge Zusammenarbeit mit den geodätisch orientierten Sektionen des Departments; dies mit dem Ziel die Vereisungsgeschichte besser zu rekonstruieren sowie heutige und zukünftige Massenänderungen des antarktischen und des grönländischen Eisschildes vorherzusagen.

 

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Herr Dr. Volker Klemann
Erdsystem-Modellierung

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