Das grönländische Inlandeis - seine Erforschung von Fridtjof Nansen über Alfred Wegener bis AWI Hans Oerter

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1 Das grönländische Inlandeis - seine Erforschung von Fridtjof Nansen über Alfred Wegener bis AWI Hans Oerter Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI), Bremerhaven photo: hans oerter, 1989

2 80 N 75 N Grönland 70 N 65 N aus: google-earth 60 N 2

3 photo: hans oerter,

13 Fragen zum Grönländischen Eisschild 1888: Ist Grönland komplett mit Eis bedeckt? 1913: Wieviel Schnee fällt auf Grönland? 1930/31: Wie dick ist der Grönländische Eisschild? 1930/31: Firndichte und Firnstruktur? seit IGY 1957/58: Ist der Eisschild ein Klimaarchiv? 13

14 80 Grönland/ Kalaallit Nunaat Fläche: 2,166 Mill. km 2 eisfrei: 0,410 Mill. km 2 (BRD: 0,357 Mill. km 2 ) eisbedeckt: 1,756 Mill. km 2 vergletschert: 81,1 % Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2009 Süd - Nord: 2670 km Jakobshavn/ 68 Ilulissat Kangerlussuag Igaliku Summit 3232m West - Ost: 1050 km Gunnbjörns fjeld 3733m verändert nach: S. Ekholm, Journal Geophys. Res. 101, B10 (1996) 14

15 80 Grönland/ Kalaallit Nunaat Fläche: 2,166 Mill. km 2 eisfrei: 0,410 Mill. km 2 (BRD: 0,357 Mill. km 2 ) eisbedeckt: 1,756 Mill. km 2 vergletschert: 81,1 % Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2009 Mittlere Eisdicke 1670 m Das Grönländische Inlandeis entspricht 7,2 m Meeresspiegeländerung Süd - Nord: 2670 km Jakobshavn/ 68 Ilulissat West - Ost: 1050 km Upernavik Weststation Kangerlussuag Nuuk NEEM Igaliku Storstømmen GISP2/ GRIP NGRIP Eismitte Summit 3232m Danmarkshavn Gunnbjörns fjeld 3733m verändert nach: S. Ekholm, Journal Geophys. Res. 101, B10 (1996) 15

16 Aufstiege auf das Inlandeis vor 1888: 1870 A.E. Nordenskjöld 1878 Jensen 1883 A.E. Nordenskjöld bis 1947 m 1886 R. Peary bis 2290 m Karte aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890) 16

17 Norwegische Expedition unter Nansen : Beginn in Island 4. Juni 1888 (JASON) erreichen Godthåb (Nuuk) an der Westküste am 3. (16.) Oktober 1888 Rückkehr nach Kopenhagen am 21. Mai 1889 Teilnehmer: Nansen und 5 Begleiter Handschlittenreise Karte aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890) 17

18 Reise mit dem Jason Juli Fahrt im Treibeise (Die Kreise bezeichnen den Observationsort.) 10.8 Bootfahrt längs der Küste u. Eiswanderung (Die Punkte/Kreise geben die Zeltplätze an.) 29.7 Karte aus: Mohn & Nansen: Wiss. Ergebnisse von Dr. F. Nansens Durchquerung von Grönland Peterm. Geogr. Mitteilungen, Erg.Heft 105, 111 S. (1892) 18

19 Die Expeditionsteilnehmer Dr. Fridtjof Nansen Otto Sverdrup, Kapitän Oluf Dietrichson, Premier- Leutnant Kristian Kristiansen Trana Ravna, Lappländer Balto, Lappländer Brögger, W.C. und N. Rolfsen: Fridtjof Nansen Berlin: Fussingers Buchhandl., 2. Aufl., 478 S. (1896). 19

20 Auf dem Inlandeis: Aufbruch am Morgen aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890) 20

21 Mit Segeln auf dem Inlandeis (19. Sept.) aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890) 21

22 Jubiläums-Wanderausstellung NORD! Fridtjof Nansens Erbe, Haus der Nordischen Botschaften, Berlin, 2011 (photo: hans oerter) Skier von Nansen 22

23 3000m 2000m 1000m 2716m C aus: Mohn, H. und Fridtjof Nansen: Wissenschaftliche Ergebnisse von Dr. F. Nansens Durchquerung von Grönland Ergänzungsheft No. 105 zu Petermanns Mitteilungen. Gotha: Justus Perthes, 111 S. (1892) 23

24 Luftproben während Dr. Nansens Expedition 310 ppm Inlandeis 2674m 320 ppm 320 ppm 295 ppm 295 ppm Inlandeis 2299m westl. Rand 770m 24

25 Anno 1912 photo: hans oerter,

26 Die dänische Expedition nach Königin-Luise-Land und quer über das Inlandeis Nordgrönlands Peary Koch & Wegener 1913 Danmarkshavn De Quervain 1912 Vigfus Sigurdsson Nansen 1888 Infantriehauptmann J.P. Koch Priv.-Dozent Dr. A. Wegener Kartograph, Glaziologe Meteorologe Lars Larsen aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer, 247 S. (1919) 26

27 Die VILLA, Danmarkshavn, Germania Land 1992 aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer, 247 S. (1919) photo: hans oerter,

28 In der Villa photo: Archiv AWI/Arctic Institutt photo:hans oerter, /

31 Borggletscher Storstrømmen photo: hans oerter,

32 Bei Station Borg photo: hans oerter, 1993 aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer (1919) 32

33 Alfred Wegener in dem Überwinterungshaus Borg-Station, errichtet am 12. Okt Nach der Überwinterung begann am 20. April 1913 die Querung des Inlandeises, die am 13. Juli 1913 an der Westküste endete. photo: Archiv AWI 33

34 Bohrungen im Eis Temperaturmessung Koch & Wegener, Wiss. Ergebnisse, København (1930) aus: J.P. Koch : Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer (1919) 34

35 Anreise von Island: Juli 1912 Anreise nach Danmarkshavn aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer 247 S. (1919) photo: hans oerter 35

36 Steinmann versus Blog uk_diaries_2010/ / Bedrock!!! The official termination of the deep drilling project. photo: hans oerter, 1994 After a few runs with no penetration and totally grinded down cutters we made the decision to terminate the deep ice core drilling. We celebrated this with a glass of champagne in the drill trench and every nation present gave a small speech. Later we all went by skidoo to the shallow drill site 3 km from the NEEM camp to enjoy an afternoon of with scones with whipped cream and strawberry jam. We all dressed for a party and had a wonderfull evening with big smiles everywhere. To imagine it is done!! No more drilling and logging. Final logged depth is: m Processing: 9.90 m (bag ), processing depth: m 36

37 Wissensch. Ergebn. d. dän. Exp. nach Dronning Louises-Land Vom Pferdeschlitten zum FlexMobil photo: Sepp Kipfstuhl, AWI AWI-Nordgrönlandtraverse (NGT)

38 photo: hans oerter, 1998 aus: Koch & Wegener: Meddelelser om Grønland, Bd. LXXV (1930) Schneeschacht - Schneeproben, Dichte, Schneeezutrag 38

39 mm Länge w. Gr Upernavik 2940 m üm Jahresniederschlag auf dem Inlandeis Durchquerung Koch-Wegener Borg DMH 0 Angmagsalik 600 Godthaab 2400 m üm Durchquerung de Quervain Jahresniederschlag auf der Durchquerungsroute 39

40 Zeitsprung: 1930/31 photo: hans oerter,

41 1929 Vorexpedition Station Borg 1913 aus: J. Georgi (1933) Upernavik Uummannaq /31 Eismitte Oststation Deutsche Grönland-Expedition Alfred Wegener aus: J. Georgi (1933) 41

42 Uummannaq photo: hans oerter,

43 photo: Rudolf Holzapfel 1930(?)/Archiv AWI Kamajurukgletscher

44 aus: E. Wegener (Hrsgb.) (1933/1940) from: J. Georgi (1933) Seismische Eisdickenmessungen 44

45 Eisdickenmessung mit (Eis-)Radar DMH Sender Sendefrequenz 150 MHz Reflexion Eisuntergrund/interne Horizonte Empfänger NGRIP D. Steinhage, AWI, pers. comm. 45

46 Height (m a.s.l.) Eisdickenmessung mit (Eis-)Radar ~3000m NGRIP Eisoberfläche Profile length (km) Luft Eis ~2550m Eis Untergrund D. Steinhage, AWI, pers. Mitt. (2010) NGRIP Station Nord DMH 46

47 Glaziologische Arbeiten bei Eismitte von E. Sorge & J. Georgi Firndichte Struktur von Schnee & Firn Wegener, Kurt (Hrsg.), Bernhard Brockamp, Hugo Jülg, Fritz Lowe, Ernst Sorge: Wissenschaftliche Ergebnisse der Deutschen Grönland-Expedition Alfred Wegener 1929 und 1930/1931. Band III Glaziologie. Leipzig: F. A. Brockhaus, 270 S. (1935) 47

48 CC B22 NEEM B23 B26 B27/28 B29 B21 B20 B19 B18 AWI NordGrönland Traverse mit internationaler Beteiligung Leitung Sepp Kipfstuhl, AWI B30 NGRIP B17 B16 GRIP ca km Traversenroute; Arbeitspunkte alle 50 km mit Schneeschacht (2 m), Firnkern (10-15 m) oder Eiskern ( m) nach: S. Ekholm, J. Geophys. Res. 101, B10 (1996) Kangerlussuaq E.G.I.G. Dye3 Crête Jarl-Joset Scoresby- Sund photo: Sepp Kipfstuhl, 1993/95 48

49 NGT photos: Sepp Kipfstuhl, 1993/95 Die Eisernte: 13 Eiskerne ( m) 33 Firnkerne (10-15 m) 49

50 Unter- Dichteprofil Schacht Dumont kg/m 3 suchungen 5m zur 10m Dumont Sorge, Eismitte 1935 Verdichtung des Firns 20m de Quervain, Med. Grønl. (1969) 30m Acc 256 kg m -2 a -1 40m Gamma-Dichte B26, Acc 179 kg m -2-2 a -1-1 Tiefe Tiefe (m) (m) gebohrt 1994 Freitag et al., J. Glaciology (2004) 50

51 Durchlässigkeit/ Porenraum im Firn 1930/31 Versuche mit Blasrohr Wegener, Kurt (Hrsg.), Bernhard Brockamp, Hugo Jülg, Fritz Lowe, Ernst Sorge: Wissenschaftliche Ergebnisse der Deutschen Grönland-Expedition Alfred Wegener 1929 und 1930/1931. Band III Glaziologie. Leipzig: F. A. Brockhaus, 270 S. (1935) 51

52 Eiskern-ComputerTomograph seit Dez Specifications: Strahlungsschutz 4x4x3 m³ X-ray source (min. focal spot: 1-2 µm) (instead of 40µm) Detector: 8000 x 4000 pixel (instead of 736 x 512) Min. Resolution: 2 µm (instead of 40µm) Max. Sample size: 10 cm diameter (13mm) Signal-to-noise ratio = (instead of 3-5) zerstörungsfreie Messung von ganzen Eiskernsegmenten Pers. Mitt.: Johannes Freitag, AWI, 2010 Kühlzelle -15 C 52

53 Röntgen-Quelle max. Länge Eiskern: 100 cm Eiskern Eiskern-ComputerTomograph Detektor photo: Johannes Freitag, AWI 53

54 Eismatrix Porenraum zunehmende Eisdichte photos: Johannes Freitag, AWI Firnkubus ca 1 cm³ 54

55 Willi Dansgaard ( ) Hans Oeschger ( ) Niels Bohr Institute, Copenhagen, 2005 aus: Willi Dansgaard: Frozen Annals - Greenland Ice Sheet Research, Copenhagen (2005) 55

56 Das Isotopenthermometer Mittlerer jährlicher δ-wert von Schnee aufgetragen gegen die Temperatur an E.G.I.G.- und anderen Stationen, die später beprobt wurden. aus: Willi Dansgaard: Frozen Annals - Greenland Ice Sheet Research, Copenhagen (2005) Niels Bohr Institute, Copenhagen,

57 Schematischer Querschnitt durch einen Eisschild Eismächtigkeit Mittel: 1667 m Maximal: 3080 m Gleichgewichtslinie Schmelzen Ablation Eisberg - kalben Meer Grönland Schneezutrag Inlandeis/ Eisschild typisch für Summit Antarktis Akkumulation Aufsetzlinie Tafeleisberge Schelfeis Mittel: 2078 m Maximal: 4775 m Eismächtigkeit Fels subglaziales Schmelzen Meer km ca km km Eisfließlinie Ablationsgebiet Akkumulationsgebiet grafik: h. oerter,

58 Eiskernbohrungen in Grönland Hans Tausen NEEM: m, >108 ka NEEM NorthGRIP: m, 123 ka GRIP: m, >105 ka GISP 2: m, >105 ka verändert nach: S. Ekholm, Journal Geophys. Res. 101, B10 (1996) 58