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Grönland Messkampagne 2014

Heutzutage spüren wir den Klimawandel mehr denn je. Durch den globalen Anstieg der Temperatur verändert sich nicht nur das Wetter, sondern auch ganze Landschaften. Um diese Auswirkungen genauer zu untersuchen, betreibt die Hochschule für Technik Stuttgart (HfT Stuttgart), unter der Leitung von Prof. Dr. Manfred Stober, seit 1991 ein Forschungsprojekt auf Grönland. In zwei Gebieten am Randbereich des grönländischen Inlandeises werden alle zwei bis drei Jahre geodätische GPS-Messungen durchgeführt, um die Höhenänderung und Fließgeschwindigkeit des Inlandeises im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu untersuchen.

Als Student der Vermessung und Geoinformatik bekam ich das Angebot im Rahmen meiner Bachelorarbeit an einer solchen Messkampagne teilzunehmen. Der Zeitraum dieser Expedition lag vom 31.07 bis zum 11.08.2014. Teilnehmer der Expedition waren außer mir, Prof. Dr. Manfred Stober, der Leiter dieses Projektes sowie Dipl.-Ing. (FH) Gerlinde Grom, die sich in ihrer Abschlussarbeit 2008 ebenfalls mit diesem Thema beschäftigt hatte.

Vor dem Aufbruch nach Grönland mussten zahlreiche Vorbereitungen erledigt werden. So wurden auf die verwendeten GPS-Geräte, zwei Leica GPS500 und zwei Leica GPS1200, die Koordinaten der aufzunehmenden Punkte gespeichert. Zudem wurden alle Geräte auf ihre Funktion überprüft und schließlich sicher verpackt, um per Luftfracht nach Grönland verschickt werden zu können. Um selbst gut ausgerüstet zu sein, bekamen wir vom Alfred-Wegener-Institut für Meeres- und Polarforschung Kleidung und weitere Ausrüstung zur Verfügung gestellt.

Als wir am 01. August an unserem Zielort Ilulissat in Westgrönland ankamen, waren die Geräte schon in unserem Quartier untergebracht. Auf Grund der hohen Lebenshaltungskosten in Grönland wohnten wir in einer einfachen Jugendherberge, um weiter Kosten zu sparen, kochten wir meistens unser Essen selbst. Aber natürlich mussten wir auch die einheimischen Spezialitäten ausprobieren wie Moschusochse, Rentier und das sicherlich ungewöhnlichste, Wal. Dies erinnerte überraschenderweise mehr an Rindfleisch als an Fisch und wurde mit original schwäbischen Spätzle von einem deutschen Koch serviert. Dazu passte hervorragend das mit Gletscherwasser gebraute einheimische Bier.

Ilulissat ist die drittgrößte Stadt in Grönland und mit ca.4500 Einwohnern doch sehr überschaubar. Die Versorgungslage ist trotz der Abgeschiedenheit sehr gut, so gibt es mehrere Supermärkte, Tourismusgeschäfte und zwei große Fischfabriken. Das Klima in dieser Jahreszeit ist sehr gut geeignet, um solch eine Messkampagne durchzuführen. An der Küste in Ilulissat beträgt die Tagestemperatur im Schnitt 10° C und auf dem Inlandeis beträgt die Temperatur bei mäßigem Wind um die 0° C.

Die erste Aufgabe in Grönland bestand darin, die gesamte Ausrüstung zu überprüfen und den Referenzpunkt für die Messungen auf dem Inlandeis auf dem Dach der Jugendherberge anzubringen. Hierfür wurde die Antenne des Leica GPS500 mit einer Halterung am Giebel befestigt. Über ein langes Antennenkabel konnte die Verbindung zum Empfänger, der in einem Abstellraum der Jugendherberge untergebracht war, hergestellt werden. Um alle Messungen auf dem Eis, wie die Jahre zuvor, auf einen gemeinsamen Punkt beziehen zu können, wurden mehrere statische GPS-Messungen auf dem EUREF0112-Festpunkt in Ilulissat durchgeführt. Im Post Processing kann die Basislinie zwischen dem Festpunkt und dem Referenzpunkt an der Jugendherberge berechnet werden. Von dort wiederrum können dann über lange Basislinien die Koordinaten der Referenzstationen in den Messgebieten berechnet werden.

Die Messungen auf dem Inlandeis fanden an zwei Tagen in zwei unterschiedlichen Messgebieten statt. Das erste Messgebiet, „Swiss Camp“ genannt, befindet sich ca. 80 km nordöstlich von Ilulissat und ist zugleich Standort einer kleinen Forschungsstationdes Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) in Boulder, Colorado. Das zweite Messgebiet, „ST2“ genannt, befindet sich ca. 65 km nordöstlich von Ilulissat. Um in die Messgebiete zu gelangen, wurde jeweils ein Hubschrauber gechartert, der groß genug war, um uns und die Ausrüstung zu transportieren. Durch die Flüge hatten wir eine einzigartige Sicht auf die atemberaubende Landschaft, mit ihren großen Eisbergen auf dem Meer und den Fjorden und Seen an der Küste.
Die Wetterbedingungen auf dem Eis waren sehr gut, die Sonne schien und der Untergrund war fest und somit perfekt, um auf ihm zu laufen. Dies war wichtig, da jeden Tag auf dem Eis ca. 20 km mit den GPS-Geräten zurückgelegt wurden. Einzig manche Gletscherspalten und Schmelzwasserbäche erschwerten das Vorankommen, wobei der Anblick dieser Entschädigung für die Strapazen war. In den Messgebieten angekommen, wurde zuerst die Referenzstation aufgebaut und in Betrieb genommen. Über Single Point Positioning konnten die Standpunktkoordinaten nährungsweise bestimmt werden. Um alle Messungen an einem Tag zu schaffen, teilten wir uns in zwei Gruppen auf. Ein Team lief das Messgebiet in einem vorher geplanten Raster ab und nahm sowohl statisch an bestimmten Punkten sowie kinematisch jede Sekunde einen Geländepunkt auf, mit dieser großen Anzahl an Punkten kann später ein digitales Geländemodell des Gebietes erstellt werden. Dies ist nötig, um die Massenbilanz, sprich die Zu- bzw. Abnahme der Eismassen, berechnen zu können. Das zweite Team hat währenddessen die sogenannten Pegel, dies sind sechs Meter lange Aluminiumröhren, die bei der letzten Messkampagne 2011 ins Eis gebohrt wurden, mittels GPS aufgespürt und diese anschließend aufgemessen. Da die Pegel fest mit dem Eis verbunden sind und so die Bewegungen des Eises mitmachen, lässt sich anhand der Analyse der Lagekoordinaten aus den diesjährigen Messungen und den Messungen vorheriger Messkampagnen die Fließgeschwindigkeit des Eises berechnen. Leider war im ST2 Messgebiet das Eis bereits so stark geschmolzen, dass die Pegelstangen nicht mehr im Eis steckten, somit konnte ihre Lage nur noch grob geschätzt werden. Dies zeigt aber schon, wie rapide das grönländische Inlandeis an dieser Stelle schmilzt. Anhand der Zeit zwischen den Messkampagnen von drei Jahren und der Höhenabnahme des Eises lässt sich die jährliche Höhenänderung bestimmen. Die Auswertung hat ergeben, dass diese im ST2 Messgebiet -1,57 m/Jahr beträgt. In dem etwas höher gelegenen Swiss Camp Messgebiet steckten die Pegel noch im Eis, obwohl die Höhendifferenz zwischen den Messgebieten nur etwa 170 m beträgt. Die Auswertung der Höhenabnahme ergab hier einen Wert von -1,46 m/Jahr.

Vergleicht man die Ergebnisse mit denen aus vergangenen Messkampagnen, so ist eine kontinuierliche Steigerung der Höhenabnahme zu verzeichnen. Um lokal unterschiedliche Höhenänderungen auf ihre Ursache untersuchen zu können, wurde die Reflektivität der Eisoberfläche fotografisch bestimmt und verglichen. Die Berechnung der Fließgeschwindigkeit im Swiss Camp mittels der Lagekoordinaten der Pegelstangen ergab einen Wert von 0,326 m/Tag. Auch hier zeigt sich eine Beschleunigung im Lauf der Jahre. Weitere Untersuchungen galten der Deformation (Strain) der Eisoberfläche, dem Felsuntergrund sowie der Validierung von Satellitenmessverfahren (CryoSat-2 und TanDEM-X).

Für mich war es ein faszinierendes Erlebnis auf dem ca. 800 m dicken Eis zu stehen und nichts außer Eis um mich herum zu sehen.
Die Tatsache, dass es zu dieser Jahreszeit in Grönland nie richtig dunkel wird, gab uns die Möglichkeit, neben den zahlreichen Messungen auch noch einige schöne Wanderungen und weitere Aktivitäten rund um Ilulissat zu machen. So war es zum Beispiel kein Problem, um zwölf Uhr nachts zu einer Wanderung aufzubrechen. Ein weiteres Highlight war eine zweistündige Bootstour zum Ilulissat-Eisfjord, dieser gehört seit 2004 zum UNESCO Weltnaturerbe. Der Fjord reicht ca. 50 km ins Landesinnere und ist mit Treibeis und Eisbergen bedeckt. Am Ende des Fjordes befindet sich ein Gletscher, von dem regelmäßig große Eisbrocken wegbrechen.Diese treiben dann als Eisberge in Richtung Küste und werden an der Meeresmündung durch eine Unterwassermoräne festgehalten,dies hat ein beeindruckendes Naturschauspiel zur Folge.

Abschließend kann ich nur sagen, dass ich sehr froh bin die Möglichkeit gehabt zu haben, an solch einer Messkampagne und an einem so interessanten wissenschaftlichen Projekt teilzunehmen. Die vielen Eindrücke von Grönland sowohl landschaftlich wie auch kulturell, werden mir noch lange in guter Erinnerung bleiben. Ich kann nur jedem empfehlen, der die Möglichkeit hat an einer solchen Expedition teilzunehmen, diese auch zu nutzen.

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