Gravimetrische Messungen in der Antarktis
Bilder aus der Antarktis
Quelle: BGR
Antarktische Meßgebiete
Die BGR hat erfolgreich eine Reihe von geowissenschaflichen Expeditionen in die Antarktis durchgeführt. Seit 1984 finden dabei auch gravimetrische Vermessungen statt. Die meisten unserer Meßeinsätze fanden im Rahmen der bisher zehn GANOVEX (German-Antarctic-North-Victorialand) - Expeditionen im neuseeländischen Sektor der Antarktis statt. Die Expedition GEOMAUD führte 1995/96 in das zentrale Königin-Maud-Land, Südafrika gegenüberliegend.
Die geologische Forschung ist in Polargebieten naturgemäß sehr behindert, da die Eis- und Schneebedeckung in weiten Teilen keinen direkten Zugang zu den Gesteinen erlaubt. Der Einsatz geophysikalischer Methoden, mit denen man tiefer ins Erdinnere “sehen” kann, ist deshalb sehr wichtig. Insbesondere die Gravimetrie liefert uns Informationen über verborgene Intrusiv-Körper, lithologische Grenzen, Sediment-Becken, Änderungen der Krusten-Dicke oder andere Inhomogenitäten innerhalb der Erdkruste oder des oberen Mantels. Prozesse der Plattentektonik oder der Gebirgsbildung kann man so besser verstehen. Mit Hilfe der Gravimetrie lassen sich auch isostatische Störungen erkennen, die durch Änderungen der Eisbedeckung verursacht sind. Damit erhalten wir wichtige Beiträge zum Verständnis der Klimageschichte.
Methoden
Die Schwerebeschleunigung wird mit konventionellen Gravimetern gemessen. Unerläßlich für die Gravimetrie ist die genaue Kenntnis der Ortskoordinaten jedes Meßpunktes, die heute problemlos mit differenziellem GPS ermittelt werden können. Für eine sinnvolle Interpretation von Schweremessungen in polaren Gebieten benötigen wir außerdem Informationen über die Eisbedeckung. Dazu messen wir die Eisdicken mit dem RES- (Radio Echo Sounding)-Verfahren. Gravimetrische Vermessungen werden heute auch zunehmend von der Luft aus durchgeführt. Besonders in den schwer zugänglichen Polargebieten wird so die Geländearbeit sehr erleichtert.
Gravimetrische Messungen in der Antarktis
Quelle: BGR
Probleme
- für Geländekorrekturen benötigte topographische Detail-Karten sind, wenn überhaupt vorhanden, oft ungenau und fehlerhaft,
- die Fehler auf Grund mangelhafter oder unsicherer Eisdickeninformation sind vermutlich die weitaus größten, trotz der zunehmenden Möglichkeiten, Eisdicken flächenhaft von der Luft aus zu erfassen (s. hierzu auch: Helikoptergestützte Eisdickenmessungen im zentralen Queen Maud Land / Antarktika)
- die ermittelten Ortskoordinaten können mit größeren Fehlern als gewöhnlich behaftet sein, da aus logistischen Gründen die Meßpunkte und die GPS-Basisstationen oft sehr weit auseinander liegen können. Je größer dieser Abstand ist, desto größer ist auch der potentielle Fehler der ermittelten Koordinaten.
- in Gebirgen, wie dem Transantarktischen, gibt es sehr große Höhendifferenzen zwischen einzelnen Meßpunkten. Die Beiträge der obligaten Frei-Luft- und der Bouguer-Platten-Korrekturen sind dann sehr unterschiedlich und möglicherweise fehlerhaft, da man nur mit einem theoretischen Vertikal-Schwere-Gradienten und geschätzten mittleren Dichten rechnen kann.
Ergebnisse von Schweremessungen sind auf weiteren Seiten dokumentiert:
