Analyse des glazial-isostatischen Ausgleichs in Fennoskandien: Vergleich von Modellresultaten und Beobachtungsdaten

Martina Idžanovic ́, Christian Gerlach

Glazial-isostatischer Ausgleich bezeichnet die laufende Reaktion der Erde und des Ozeans auf das Schmelzen der pleistozänen Eisschilde. Die damit einhergehende Entlastung der Erdkruste führt zu einer Anhebung der Oberfläche in der Nähe der früheren Eisschilderzentren. Heute erreichen die vertikalen Oberflächengeschwindigkeiten in Fennoskandien Werte bis etwa 1 cm/Jahr, wobei der Hauptanteil auf den glazial-isostatischen Ausgleich zurückgeführt werden kann. Zusätzliche Signale, die z. B. durch tektonische Prozesse oder durch elastische Reaktionen auf zeitvariable Auflasten oder den aktuellen Rückzug heutiger Gletscher verursacht werden, liefern geringere Beiträge zur Landhebung. Unter Verwendung von Eismodellen der ICE-x-Serie (nämlich ICE-5G und ICE6G_C) und den dazugehörigen Rheologieprofilen (VMx) werden vertikale Geschwindigkeitsfelder und Zeitreihen der relativen Meeresspiegeländerung (RSL) für Fennoskandien berechnet. Hierfür wurde die Open-Source-Software SELEN (Sea Level Equation Solver) verwendet. Ergebnisse werden gegenüber dem semi-empirischen Landhebungsmodell NKG2016LU_abs und gegenüber geologischer Küstenlinienrekonstruktionen validiert. Da das Modell NKG2016LU_abs als derzeit beste Darstellung des vertikalen Geschwindigkeits felds in Fennoskandien angesehen werden kann, wurden zusätzliche Berechnungen durchgeführt, in denen das für NKG2016LU_abs verwendete Rheologieprofil als Alternative zu den VMx-Profilen genutzt wird. Um den Einfluss verschiedener Annahmen und Näherungen in SELEN zu quantifizieren, wurden die eigenen Berechnungen mit den publizierten Ergebnissen anderer Gruppen verglichen, die auf anderen Softwarelösungen beruhen. Im Allgemeinen stimmen alle Softwarelösungen auf einem Niveau von ~ 1 mm/Jahr (Standardabweichungen der Differenzen) mit den Vertikalgeschwindigkeiten aus NKG2016LU_abs überein. Die Übereinstimmung zwischen den mit SELEN berechneten Lösungen und den externen Daten hängt stark vom implementierten Eismodell ab. Wir stellen fest, dass alle mit ICE6G_C berechneten Vertikalgeschwindigkeitsfelder sowie RSL-Prädiktionen eine wesentlich bessere Übereinstimmung mit NKG2016LU_abs und RSL-Daten zeigen als Modelle, die auf ICE-5G basieren, was die Verbesserung der Eishistorien innerhalb der ICE-x Serie bestätigt. Für beide Eismodelle zeigt sich, dass die auf den VMx-Rheologien basierenden vertikalen Geschwindigkeitsfelder besser zu den Beobachtungsdaten (NKG2016LU_abs) passen, als die auf den NKG-Rheologien basierenden. Anders verhält es sich bei den RSL-Prädiktionen, die sich auf den Zeitraum seit dem letzten glazialen Maximum beziehen. Hier schneiden Lösungen mit NKG-Rheologien im Mittel besser ab, als diejenigen mit Vmx-Rheologien.

Schlüsselwörter: Eismodelle, Rheologie, Landhebungsraten, RSL, Fennoskandien

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