Das wissenschaftliche Projekt
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Visualisierung der Routendaten Bachelorarbeit von R. Wildgrube (2013)

Die Eiskappen der Antarktis und der Arktis stellen ein wichtiges Klimaarchiv dar. Die über Jahrtausende aufgeschichteten Eismassen konservieren die Klimaverhältnisse der Vergangenheit. Je tiefer man bohrt, desto älter ist das Eis.

Aber die Gletscher sind auch sensible Sensoren im Klimasystem der Erde. So spiegeln Veränderungen in ihrem Massenhaushalt die aktuelle Klimaentwicklung wider. Die Erfassung und Beobachtung der Veränderungen an der polaren Vergletscherung unserer Erde liefern damit z.B. wichtige Ausgangsdaten für die Berechnung und Überprüfung von Klimamodellen.

Die Bestimmung des Massenhaushaltes von Gletschern kann einerseits auf klassisch glaziologische Art durch Erfassung aller Einflussgrößen, wie Niederschlag, Abschmelzen, Eisbewegungen, Eisbergausstoß usw. erfolgen. Andererseits ist  es heute möglich, die gesamte Geometrie, also das Volumen eines Gletschers mit Hilfe von Satelliten zu bestimmen.
Die zuerst genannte Möglichkeit der Bestimmung des Eismassenhaushalts ist extrem aufwändig und kann daher kaum für die gesamten Eiskörper der Antarktis oder Grönlands erfolgen. Der zweite, satellitengestützte Weg ist effektiv und mit hoher Genauigkeit auch für riesige Gebiete möglich. So konnten beispielsweise Daten der Satelliten IceSat und CryoSat 2 für solche Untersuchungen genutzt werden.
Dabei ergibt sich allerdings ein grundsätzliches Problem: Für die Kalibrierung und Überprüfung der Ergebnisse sind am Boden gewonnene Kontrollwerte unbedingt erforderlich. Solche Daten sind z.B. unabhängig gemessene Eishöhen, aber auch Fließgeschwindigkeiten und Oberflächenstrukturen. Je mehr und je bessere Kontrollwerte möglichst gut verteilt über die Eisoberfläche vorliegen, desto zuverlässiger können Schlussfolgerungen für die aktuelle Klimaentwicklung der Erde werden.

Mit einer Nord-Süd-Ausdehnung von 2500 km und einer maximalen Ost-West-Ausdehnung von 1000 km ist Grönland nach der Antarktis die zweitgrößte vergletscherte Landmasse der Erde, in der etwa  9% des Süßwassers der Erde gespeichert sind. Entlang des  nördlichen Polarkreises, im südlichen Teil Grönlands, ist der Eisschild  noch mehr als 600 km  breit.
Noch etwas weiter südlich, im etwa 450 km breiten Teil des grönländischen Inlandeises gelang 1888 dem Norweger Fridjof Nansen die erste Überquerung – zu Fuß und auf Ski. Als zweiter war der schweizerische Universalgelehrte Alfred de Quervain erfolgreich. Er lief 1912 mit drei Mitstreitern von Ilulissat nach Ammassalik mehr als 700 km über das Eis. Er nutzte zum Gepäcktransport allerdings Hundeschlitten.
Im Jahr 1991 zählte das Dänische Polarzentrum die 100. Grönlandexpedition – darunter  wissenschaftliche, militärische und private (Heute wird diese Statistik von den grönländischen Behörden weitergeführt.).
Auf unseren Expeditionen haben wir, Grönland auf der klassischen de-Quervain-Route von Tasiilaq (Ammassalik) nach Ilulissat (Jakobshavn) mehrfach durchquert. Dabei wurde jeweils eine Strecke von ca. 700 km zurückgelegt. Da gerade die Randbereiche von Eiskappen klimasensitiv sind, eignet sich diese Route, die etwa zu 50% in Höhen unter 2000 m verläuft, auch hervorragend für die Gewinnung der oben beschriebenen Bodendaten. Sollte ein Zusammenbruch der Eiskappe Grönlands erfolgen, wovon aktuelle Klimamodelle inzwischen ausgehen, wird er nach diesen glaziologischen Modellrechnungen voraussichtlich in diesem Bereich beginnen.

Welcher wissenschaftliche Beitrag kann nun während einer Ski-Überquerung des Inlandeises werden?

Im Rahmen der Expedition wurden geodätische Höhenprofile gemessen. Ein solches Profil kann mit geodätischen GPS- bzw GNSS-Geräten mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern für die Punkthöhen bestimmt werden. In regelmäßigen Abständen wurden Markierungen gesetzt und eingemessen, um bei den späteren Wiederholungsmessung  auch die Eisbewegung bestimmen zu können. Solche Markierungen können mit Magnetometern selbst dann wiedergefunden werden, wenn sie durch Schneeakkumulation an der Oberfläche nicht mehr sichtbar sind. Für die Orte, an denen sich die Camps befinden, können auch aus den GNSS-Daten unserer Expeditionen Eisbewegungen bestimmt werden, wenn sie etwa 3 m/a übersteigen. Die zu erwartenden Bewegungen betragen insbesondere im Randbereich der Eiskappe ein Vielfaches dieses Wertes.

Veröffentlichungen zum Projekt und zu den Ergebnissen:
  2008 Zeitschrift für Vermessungswesen 2008 (PDF, 2,7MB)

  2012 Geodätische Woche Obergurgl 2012, Tagungsband (PDF, 0,7MB)

Andere Wissenschaftliche Beiträge:
- Aktuelle Forschungsergebnisse der DLR zum Ilulissat Eisstrom
- Dietrich, R. u. a.: Geodätisch-photogrammetrische Untersuchungen zur Dynamik von Gletschern in West-Grönland. ZfV 1/2013 (PDF)
- Stober, M. u.a.: Digital elevation models from ground-based GPS as validation for satellite altimetry on the Greenland inland ice. 2011 (PDF)