DFD nutzt ERS-Radardaten zur Überwachung der Veränderungen des antarktischen Eisschildes
Die Gletscherbewegung im Amundsenmeer-Sektor des westantarktischen Eisschildes ist seit mehreren Jahren ein Forschungsthema des Deutschen Fernerkundungsdatenzentrums (DFD). Seit 1991 erwirbt das DFD über seine Empfangsstation in O'Higgins ERS-SAR-Daten der Antarktis. Dieser Datensatz ermöglicht es, die Schwankungen der Gletscherbewegung auf saisonalen und jährlichen Zeitskalen zu messen.
Kürzlich nutzten A. Sheperd und andere die ERS-Altimetrie, um die Dickenänderungen des Pine Island Glacier (PIG), eines der größten Eisströme in der Region, zu messen. Sie beobachteten eine Ausdünnung von 10 Metern an der Grundlinie von 1992 bis 1999. Um eine komplementäre Zeitreihe der langfristigen Eisgeschwindigkeit des Pine Island Glacier zu erhalten, haben wir ein Feature-Tracking-Verfahren entlang der zentralen Fließlinie verwendet. Als Eingabe dienen Paare von SAR-Intensitätsbildern im Abstand von 2 Monaten bis zwei Jahren. Wir beobachten eine 10%ige Zunahme des Eisflusses auf dem unteren Gletscher zwischen 1992 und 2000 (siehe Abbildung 1). Der Geschwindigkeitsanstieg zwischen 1992 und 2000 ist signifikant und kann nicht auf saisonale Schwankungen zurückgeführt werden. Unsere Ergebnisse stimmen mit der von Sheperd und anderen beobachteten Ausdünnung überein.
Eine weitere Besonderheit des Bewegungsfeldes auf dem schwimmenden Teil von PIG wird mit der differentiellen Radarinterferometrie (D-InSAR) unter Verwendung von ERS-Tandemdaten deutlich. Ein einzelnes Interferogramm deckt einen Zeitraum von 1 Tag ab. Die beiden in Abbildung 2 gezeigten differentiellen Interferogramme wurden durch Differenzbildung zweier Einzelinterferogramme erzeugt, die im Abstand von mehreren Monaten in den Jahren 1995 bzw. 1996 aufgenommen wurden. In diesen Produkten sind nur topografische Merkmale und unruhige Bewegungen sichtbar. Die beiden differentiellen Interferogramme zeigen wellenförmige Geschwindigkeitsschwankungen (Abbildung 2). Der Effekt ist in der aufsteigenden Szene weniger ausgeprägt, da die Strömungsrichtung von PIG fast senkrecht zur Blickrichtung des ERS-Satelliten steht. Wir schätzen die räumlichen Geschwindigkeitsschwankungen auf etwa 30 m/Jahr über eine Skala von 10-15 km. Wenn wir von einer Eisdicke von etwa 1000 m an der Grundlinie ausgehen, würde eine Beschleunigung von 30 m/Jahr eine Gletscherausdünnung von etwa 10 m und eine Oberflächenabsenkung von 1 m auf dem schwimmenden Teil verursachen.
Unsere Studie zeigt sowohl zeitliche als auch räumliche Geschwindigkeitsschwankungen. Eine Korrelation zwischen der von Sheperd und anderen veröffentlichten Gletscherausdünnung und dem beobachteten zeitlichen Geschwindigkeitsanstieg ist plausibel. Wir können spekulieren, dass die räumlichen Geschwindigkeitsvariationen auf eine quasi-periodische Strömungsbeschleunigung hindeuten, deren jüngste Phase wir im Moment sehen.