Nördliche Eisfront am Wilkins Schelfeis ist instabil geworden | ||
| Nach dem Kollaps der Eisbrücke, ist nun wie erwartet die nördliche Eisfront am Wilkins Schelfeis instabil geworden. Am 20. April 2009 wurden erste Eisberge herausgelöst, wie eine Kombination aus ENVISAT ASAR und TerraSAR-X Bildern zeigt. | ||
 | Die Eisbrücke bestand aus einer Fläche von rund 330km2. Bis zum 27. April hatten sich entlang der nördlichen Eisfront ca 370km2 gelöst. Ausgelöst wird das derzeitige Kalben durch den Verlust der stabilisierenden Verbindung zur Charcot Insel. Die so entstandene Lastumlagerung verändert nun die Spannungszustände entland der nördlichen Eisfront. Das Kalben der Eisberge an der nördlichen Eisfront folgt Schädigungszonen, die sich in den vergangenen 15 Jahren gebildet haben. Wir erwarten, dass sich an der nördlichen Eisfront zwischen 570 und 3370km2 Eis wegbrechen werden und sich danach - hoffentlich - eine neue stabile nördliche Eisfront bildet. | |
 | Das obere Bild zeigt eine ENVISAT ASAR Aufnahme vom 24. & 27. April 2009. Die Ränder der ehemaligen Eisbrücke sind eingezeichnet, ebenso das Gebiet entlang der nördlichen Eisfront in dem aktuell die Eisberge kalben. Das zweite Bild zeigt eine Aufnahme des TerraSAR-X im stripmap mode vom 23.04.2009. Dieses hochauflösenden Bild enthält zahlreiche Details, unter anderem umgekippte Eisberge als dunkle Blöcke. | |
Steg am Wilkins Schelfeis zerbrochen
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Der schmale Steg, der nach dem Aufbruch im Mai 2008 zurückblieb, hat sich seit dem verformt. Ein Beitrag zu dieser Verformung ist das Fließen des Eises. Die Form des Stegs, der an seiner schmalsten Stelle nur 900m breit ist, und die angrenzende Eismelange boten zudem eine ideale Angriffsfläche für Sturm. Beides hat zur Verformung des Stegs beigetragen und zum Zerbrechen geführt.
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Um die Verformung der Eisbrücke zu beobachten, waren hochaufgelöste Bilder des deutschen TerraSAR-X Satelliten notwendig. In diesen Bildern kann man den Rand des Eises auf einige Meter genau bestimmen. Aus der Veränderung der Position der Ränder konnte analysiert werden, welchen Belastungen der Steg ausgesetzt war. Die aktuellen Ereignisse werden zudem mit dem Europäischen Satelliten ENVISAT täglich aufgenommen. Dies ermöglicht eine genaue Analyse des zeitlichen Ablaufs. Zwei Bilder des TerraSAR-X Satelliten verdeutlichen den Zustand vor und nach dem Bruch. Das Bild vom 1. April stammt aus der Anfangsphase des Zerbrechens, während das Bild vom 6. April den bereits komplett zerbrochenen Steg zeigt. Zwischen den schmalen Eisbergen, die hell erscheinen, befinden sich umgekippte Eisberge, die als dunkle Blöcke im Radarbild erkennbar sind. Aktuell (9. April) breiten sich an der nördlichen Eisfront Risse weiter aus und weisen damit darauf hin, dass dort der erwartete Rückzug der Eisfront nicht mehr fern ist. Dieser Rückzug ist bedingt durch den Verlust der stabilisierenden Verbindung zu Charcot Island und wird durch die bereits existierenden Risse und Schädigungszonen unterstützt. |
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Mehr Informationen über die Aufnahmen des ENVISAT ASAR finden Sie unter esa.int
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Seit dem 23. November 2008 gibt es neue Rissbildung und Rissausbreitung am Wilkins-Schelfeis. Im Südwinter hatten sich in einer östlichen Region Risse weiterentwickelt, so dass das Wilkins Schelfeis auch in dieser Zeit nicht vollkommen zur Ruhe kam. Am 10. August entstand dann ein 30km langer Riss parallel zur nördlichen
Eisfront. Ende Oktober formte sich ein weiterer Riss in der Nähe der
Latady Island, der sich beginnend am 23.11.08 zu seiner derzeitigen
Länge von 22km verlängert hat. In den Satellitenbildern des ENVISAT
ASAR und TerraSAR-X ist zudem klar zu erkennen, dass sich die Risse in
diesen Gebieten weiter geöffnet haben. |
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| Eine Rissverzweigung, die im Juli entstanden ist, wurde durch einen neuen Riss vom 23.11. mit der Aufsetzlinie an Latady Islandverbunden. Damit ist die Zone, in der der Steg mit dem zentralen Wilkins Schelfeis und Latady Island verbunden ist, sehr geschwächt. Die derzeitigen Veränderungen laufen auf einer Zeitskala von Tagen ab und unterscheiden sich damit von den Aufbruchereignissen im Februar und Mai diesen Jahres. Dies deutet darauf hin, dass es sich hierbei um Spannungen durch das Fliessen des Eises handelt, was jedoch weiterer Analyse bedarf. Untersuchungen des Teams Dr. Angelika Humbert (Polargeophysik, WWU) and Dr. Matthias Braun (ZFL, Uni Bonn) zeigten, dass sich am Wilkins Schelfeis zusammen mit Aufbruchereignissen Schädigungszonen in der Nähe von lokalem Aufsetzen seit den 90er Jahren gebildet haben. Der von uns prognostizierte Aufbruch bis zu einer Linie zwischen Vere Ice Rise und der Aufsetzlinie im Osten könnte bald vollständig realisiert sein. Da die neu gebildeten Risse bereits südlich unseres optimistischsten Szenarios liegen, ist zu befürchten, dass weitere Gebiete instabil werden. Der ungünstigsten Fall sieht einen Verlust von weiteren 2900km2 vor, während 8000km2 auch weiterhin keine Anzeichen von Instabilität zeigen. | ||
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Nach zwei Aufbruchereignissen im Februar und May 2008, hat am 28.6.2008 am Wilkins Schelfeis eine weitere Phase der Aufbruchereignisse begonnen und dauerte bis Mitte Juli an. Der Juli Aufbruch folgte zum ersten Mal den Schädigungszonen, die wir vorhergesagt haben. Durch den Verlauf entlang dieser Linien bildeten sich in diesem Aufbruchereigniss grosse Eisberge, im Gegensatz zu den Scheibcheneisbergen der vorangegangenen Aufbrüche. Die abgebrochene Fläche betrug derzeit 1220 km2. | |
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Die vorhergehende Aufbruchphase hatte am 30. Mai 2008 begonnen. In diesem Aufbruch hat sich eine Fläche von 160 km2 bis zum 31. Mai 2008 gelöst. Dies ist die erste Dokumentation eines Aufbruchereignisses im antarktischen Winter. Im Unterschied zum Aufbruch im Februar fand
dieser Aufbruch von innen, nach aussen, d.h. von der Mitte der
Eisfläche zur Eisfront hin statt. |
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| Auf den untenstehenden Radarbildern ist die Eisfläche zu sehen. Das Eis ist weiss, weil es kalt ist und die Oberfläche keine Feuchtigkeit oder Schmelzwasser aufweist. Hiermit bewiesen, dass im Mai 2008 Aufbruchereignis der Faktor Schmelzwasser ausgeschlossen werden kann. Zudem beweist dieser Aufbruch, dass es unterschiedliche Abläufe eines Aufbruchs gibt. | ||
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Wir berichteten bereits über den Aufbruch von 425 km2 zwischen dem 28. und dem 29. Februar 2008. Dieser Aufbruch begann an der westlichen Eisfront und breitete sich nach innen aus. Der hier gezeigte Film besteht aus einzelnen Radaraufnahmen, in denen die Eisfläche schwarz erscheint, weil es an der Oberfläche schmilzt. In diesem Aufbruch sind sowohl grosse Eisberge (2 km), als auch kleine Splittereisberge von nur 150 m Breite entstanden. Beiden Aufbruch-Ereignissen ist ein Riss von 52 km Länge vorausgegangen, der sich im Juli 2007 (antarktischer Winter) gebildet hatte. |
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| Diese Rissbildung brachte auch mehrere kürzere, ebenfalls sehr schmale Risse mit sich, mit der die jetzt aufgebrochenen Gebiete durchfurcht wurden. Biegespannungen, die durch Auftriebskräfte der unterschiedlich dicken Eismassen aufgebaut wurden, verursachten die Rissbildung. Diese Biegespannungen erreichen einen Betrag von 11MPa und sind damit höher als die kritische Spannung, die polykristallines Eis unter diesen Bedingungen aushalten kann. Diese Rissbildung ist das eigentliche zentrale Ereignis - die Aufbruchereignisse nur eine Folge davon. Damit sind Auftriebskräfte unterschiedlich dicker Eismassen, neben von Schmelzseen gefüllte Spalten, eine weitere Ursache für den Aufbruch von Schelfeisen. | ||
Die aktuellen Ereignisse zeigen. dass es mehrere Ursachen für den Zerfall von Schelfeisen gibt und Aufbruchereignisse verschieden ablaufen, d.h. unterschiedlich ausgelöst werden.
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| Das zentrale Wilkins Schelfeis war bisher durch einen 14,5-20 km breiten Steg 200-250 m dicken Eises an zwei Inseln verankert, was sich stabilisierend auf die gesamte Eisplatte ausgewirkt hat. Dieser Steg ist durch den ersten Aufbruch auf eine Breite von 6 km (schmalste Stelle) verkleinert worden. Der Aufbruch im Mai 2008 hat dies weiter reduziert, so dass lediglich 2,7 km an der schmalsten Stelle übrig blieben. | ||
 | Eine Untersuchung von Satellitenbildern zwischen 1990 und heute zeigte, dass das Wilkins Schelfeis nicht regelmässiger Kalbung kleiner Eisberge unterliegt, sondern einzelne Aufbrüche grosser Gebiete erfährt. Das Aufbruchsereignis vom Februar hatte eine bedeutende Auswirkung auf das gesamte Schelfeis. Zusammen mit dem Aufbruch haben sich bereits existierende Schädigungszonen verlängert und miteinander verbunden. Diese Zonen stellen für die Stabilität des Schelfeises ein Risko dar. Schädigungszonen entstanden dort, wo das Schelfeis lokal auf dem Meeresboden aufsetzen, was beim Wilkins Schelfeis überdurchschnittlich häufig der Fall ist. Normalerweise wirken diese gegründeten Gebiete als 'Verankerungspunkte' und haben somit sie einen positiven Einfluss auf die Stabilität eines |
| Schelfeises. Der hier beobachtete Effekt, der vermutlich durch die relativ hohe Temperatur des Schelfeises und vor allem durch den dynamischen Effekt der Aufbruchereignisse verstärkt wurde, wirkt jedoch destabilisierend. | |
| Das Wilkins Schelfeis, eine 13000 km2 grosse Fläche aus
schwimmendem Eis, befindet sich auf der westlichen Seite der
Antarktischen Halbinsel. Entlang der Antarktischen Halbinsel haben sich
in den vergangen fast 20 Jahren sieben Schelfeise komplett
zurückgezogen oder sind in kurzer Zeit aufgebrochen, zuletzt mit dem
spektakulären Aufbruch des Larsen B Schelfeises 2002. Dieses Gebiet hat
sich in den letzten 50 Jahren mit 2.5°C überdurchschnittlich erwärmt.
Das Wilkins Schelfeis, liegt in einer Temperaturzone mit einer
mittleren Jahresoberflächentemperatur von über -9°C, von der man
annimmt, dass sie eine Grenzlinie darstellt, innerhalb derer Schelfeise
nicht stabil bleiben können. |
| Der Anstieg der Temperaturen entlang der Antarktischen Halbinsel und die ebenfalls ansteigenden Ozeantemperaturen wirken sich auf Schelfeise
zweifach aus: Schmelzprozesse an der Unterseite von Schelfeisen werden
verstärkt und damit möglicherweise auch Eisdickenunterschiede, die hier
zum Aufbruch geführt haben. Zudem erwärmt sich die gesamte Eismasse und
hat somit eine geringere Bruchzähigkeit. | |
Dr. Angelika Humbert (Polargeophysik, WWU) und Dr. Matthias Braun (ZFL, Uni Bonn) befassen sich seit Monaten mit der Dynamik des Wilkins Schelfeises. Unsere Studien basierren auf Zeitreihen von Satellitenbildern der Europäische Raumfahrtagentur (ESA) und der Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Eine Zusammenstellung der einzelnen Satellitenbilder als Film dokumentiert den zeitlichen Ablauf: Aufbruch
Publikation: Alle gezeigten Satellitenbilder unterliegen dem Copyright: ESA (2008) und DLR (2008). Die Aufnahem wurden im Rahmen von ESA IPY AO 4032, TERRA-POLAR (DLR AO LAN0013) und der ESA GMES Initiative Polar View. Unsere Arbeiten zum Wilkins Schelfeis wurden vom DFG Schwerpunkt priority program 1158 "Antarctic research with comparative studies in Arctiv regions" (z.B. Hu1570/2-1, GlaVoMa Projekt). Dr. Angelika Humbert und Dr. Matthias Braun, 12.06.2008 | |
