Abbildung 4.2: Pseudologarithmisch skalierte Verteilung der Gleichgewichtsgcschwindig- keiten in DML basierend auf den in Abb. 4.1 vorgestellten Daten und dem Algorithmus von Budd und Warner (1996). Das Isolinienintervall entspricht dem Graukeil.
Abbildung 4.3: Fliefirichtungen in DML zu den in Abb. 4 . 2 dargestellten Geschwindig- keiten. Aus Ubersichtli~hkeits~ründe ist hier nur jeder vierte Wert verzeichnet.
KAPITEL 4. ANWENDUNGEN
Eisäquivalen pro Jahr. Der Nye-Ansatz basiert nur auf den Annahmen, da es kein basales Schmelzen gibt und die Ausdünnungsrat in der Vertikalen, entsprechend in einer beliebigen Eissäule konstant ist. Dies bedeutet, da keine Horizontalkompo- nente der Eisbewegung vorhanden ist. Letzteres kann fü Erhebungen, also Dome, eines Eisschildes angenommen werden. Gleichung 4.2 erfordert zusätzlic noch zwei weitere Annahmen, nämlic die Stationaritä der Eismächtigkei h und eine übe die Zeit konstante Akkumulationsrate m. Andere Ansätz zur Berechnung einer Alterstiefenverteilung, wie zum Beispiel der von Dansgaard und Johnson (1969), benötige darübe hinaus noch weitere Parameter, die oft erst am Eiskern bestimmt werden können So hat das Dansgaard-Johnsen-Modell eine weitere Variable, die aus der Ausdünnun der jährlic akkumulierten Schichten bestimmt wird. Diese ist in DML noch nicht bekannt und Versuche mit dem am Dome Fuji Eiskern bestimmten Wert haben kein verwertbares Ergebnis gebracht. Als eine der mögliche Ursachen hierfü kommen die temperaturabhängige mechanischen Eigenschaften des Eises in Betracht. Die Firntemperatur in 10 m, sie entspricht der mittleren Jahrestempe- ratur, an Dome Fuji beträg -58,0° (Dome-F Deep Coring Group, 1998)) an B32 wurden -44,5OC gemessen (Oerter et al., 1999). Daher wurde auf die einfache Nye- Altersskala zurückgegriffen auch wenn diese in grö§er Tiefen das Alter des Eises unterschätz (Paterson, 1994).
Die Auswertung tiefer Eiskerne, wie beispielsweise GRIP und GISP2 aus Grönlan oder Dome Fuji und Vostok aus der Antarktis, hat gezeigt, da die Akkumulations- rate nur fü die letzten circa 10 000 Jahre, dem Holozän niiherungsweise als konstant angenommen werden kann (Watanabe et al., 1999; Jouzel et al., 1990). In Abbil- dung 4.4 sind exemplarisch Akkumulationsrate, Temperaturänderunge gegenübe heute sowie die Änderunge der Isotopenkonzentration 8 9gegen die Tiefe, bzw.
die Zeit fü die tiefe Eiskernbohrung an Dome Fuji, östliche DML, dargestellt (Wa- tanabe e t al., 1999).
Eine grobe Abschätzun anhand Abbildung 4.4 ergibt, da die Akkumulations- rate übe den letzten glazialen Zyklus (circa 110000 Jahre) betrachtet etwa das 0,7-fache der heutigen beträgt In Abbildung 4.5 ist die mit der Gleichung 4.2 be- stimmte Alterstiefenverteilung fü die rezente Akkumulationsrate an Dome Fuji von 0,033 m Eisäquivalen a à ¤ (Watanabe et al., 1997) sowie eine um 30 % geringere dar- gestellt.
Neben den gipfelartigen Erhebungen kann auch entlang von Eisscheiden, wenn auch nur eingeschränkt angenommen werden, da die Ausdünnungsrate innerhalb der Eissäule konstant ist. Voraussetzung dazu ist, da die horizontal Bewegung des Ei- ses klein ist (Dahl-Jensen et al., 1997). Dies trifft, wie aus Abbildung 4.2 ersichtlich ist, fü die Überwiegende Teile der Eisscheiden, insbesondere östlic von B32, zu.
Das Profil 993136 der Kampagne 1998/99 verläuf entlang der Eisscheide östlic von B32, siehe auch Abbildung 4.6. Aus Abbildung 4.7 (b) ist ersichtlich, da das Ober- flachengefäll entlang des Profils nur 675 m auf 750 km, entsprechend 0,9 X 1 0 3 beträgt Es wird im allgemeinem angenommen, da die Oberflächenneigun die Ho- rizontalgeschwindigkeit in Neigungsrichung maggeblich beeinflu§t Neben der gering nach Westen abfallenden Oberfläch sind auch vier ausgewählt interne Horizonte
KAPITEL
4.ANWENDUNGEN
Abbildung 4.4: S ^ O gegen Tiefe des Do- me Fuji Eiskerns. Daraus abgeleitete Para- meter wie Akkumulationsrate &, Tempe- raturschwankungen A T und Alterstiefen- verteilung sind durch z u ~ ~ t z l i c h e Achsen der Graphik zugefüg worden. Die Zahlen innerhalb der Abbildung kennzeichnen ma- rine Isotopenstadien der SPECMAP Zeits- kala (Imbrie e t al., 1984). Unveränder übernomme aus Watanabe et al. (1999).
1 2 5 10 20 50 100200 Alter in ka
Abbildung 4.5: Alterstiefenverteilung fü Dome Fuji nach Gl. 4.2 mit h = 3090 m (vgl. Tab. 3.2) und heutiger (gestrichelt) sowie reduzierter (punktiert) Akkumulati- onsrate.
Abbildung 4.6: Karte zur Lage des Profils 993136, fette Linie, östlic von B32, Isohyp- senintervall 250 m. Eisscheiden sind punktiert gezeichnet.
KAPITEL 4. ANWENDUNGEN
sowie der Verlauf des Felsreliefs, ergänz durch die Position der Punkte, a n denen er bestimmt werden konnte, in Abbildung 4.7 (b) dargestellt. Darübe ist die Va- riation der Akkumulationsverteilung entlang des Profils abgebildet, wie es sich nach einem Schnitt durch die Akkurnulationskarte von ohlein (1999) ergibt. Die auf einem 10 km X 10 km Raster basierende Karte enthäl zahlreiche Akkumulationsdaten, die im Rahmen der EPICA-Vorerkundung von zum Beispiel Oerter e t al. (2000), Bro- eke e t al. (1999), J.G. Winther (pers. Mitt., 1999) und R. Mulvaney (pers. M i t t . >
1999) erarbeitet wurden sowie auch älter Daten, zum Beispiel Isaksson ( Picciotto et al. (1971).
Abbildung 4.7: Die obere Graphik (a) zeigt die Akkumulationsrate entlang des Profils nach der Akkumulationsverteilung von Ühlei (1999). Darunter sind in (b) Oberfläche interne Horizonte und Felsrelief des Profils 993136 in Metern übe NN dargestellt,. Das Profil ist 50fach überhöh Punkte, an denen die Eismächtigkei bestimmt werden konnte, sind entlang des Felsreliefs grau gefärb eingetragen.
Mit diesen Eingangs- und Vergleichsdaten wurde fü zwei verschiedene Akkumula- tionsraten, der rezenten sowie einer um 30 % verringerten, Altershorizonte bercch- net. In Abbildung 4.8 sind die Ergebnisse zusammengefafit. Aufgrund der in Ab- bildung 4.4 gezeigten zeitlichen Anderungen der Akkumulationsraten sind fü die rezenten Zutrage nur die ersten 10000 Jahre gezeigt und fü die übe den letzten glazialen Zyklus gemittelten beginnend mit Alter ab 50 000 Jahren. Somit bleibt die zeitliche Entwicklung der Akkumulationsraten nicht giinzlich unberücksichtigt Der Vergleich der Abbildungen 4.7 und 4.8 zeigt, da sowohl die an der Sektion bestimmten Horizonte als auch die berechneten Isochronen denselben grograumi- gen Trend bei allen Horizonten aufweisen. Jedoch ist der Verlauf der berechneten Isochronen wesentlich weniger von kleinräumige Variationen Überlager und sie weisen auch nicht so gro§ Schwankungen in ihrer Tiefenlagc auf, wie die gemes-
KAPITEL 4. ANWENDUNGEN