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

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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

^{, 1989}

(2)

Grönland

60°N 70°N

75°N 80°N

65°N

(3)

, 2006

(4)

, 2011

(5)

photo: hans oerter, 2011

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, 2011

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(8)

, 2011

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(10)

, 2011

(11)

(12)

, 2008

(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 ?

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verändert nach: S. Ekholm, Journal Geophys. Res. 101, B10 (1996)

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 - Nor d: 2670 km

-50° -40° -30°

60°

64°

68°

72°

76°

80°

Gunnbjörns fjeld 3733m Summit

3232m

Igaliku Kangerlussuag Jakobshavn/

Ilulissat

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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 - Nor d: 2670 km

Das Grönländische Inlandeis entspricht 7,2 m Meeresspiegeländerung

Mittlere Eisdicke 1670 m

-50° -40° -30°

60°

64°

68°

72°

76°

80°

Gunnbjörns fjeld 3733m Summit

3232m

Igaliku Kangerlussuag Jakobshavn/

Ilulissat Eismitte Weststation

Danmarks- Storstømmen havn

Upernavik

West - Ost: 1050 km

NGRIP NEEM

GISP2/

GRIP

Nuuk

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Karte aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen 1888-89. Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890)

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

(17)

Norwegische Expedition unter Nansen 1888-1889:

Karte aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen 1888-89. Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890)

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

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Reise mit dem Jason Juli

Fahrt im Treibeise 17.-29.07.

(Die Kreise bezeichnen den Observationsort.)

Bootfahrt längs der Küste u.

Eiswanderung 29.07. - 26.09.

(Die Punkte/Kreise geben die Zeltplätze an.)

26.9

10.8

29.7

17.7 10.9 5.9 1.9 25.8

15.9 20.9

Karte aus: Mohn & Nansen: Wiss. Ergebnisse von Dr. F.

Nansens Durchquerung von Grönland 1988. Peterm.

Geogr. Mitteilungen, Erg.Heft 105, 111 S. (1892)

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Brögger, W.C. und N. Rolfsen: Fridtjof Nansen 1861 - 1896. Berlin: Fussingers Buchhandl., 2. Aufl., 478 S. (1896).

Die Expeditions- teilnehmer

Dr. Fridtjof Nansen

Otto Sverdrup, Kapitän

Oluf Dietrichson, Premier- Leutnant

Kristian Kristiansen Trana Ravna, Lappländer

Balto, Lappländer

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aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen 1888-89. Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890)

Auf dem Inlandeis:

Aufbruch am

Morgen

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Mit Segeln auf dem Inlandeis (19. Sept.)

aus: Nansen, Fridtjof: På skidor genom Grönland. En skildring af Den Norska Grönlands-Expeditionen 1888-89. Stockholm: Albert Bonniers Förlag, 671 S. (1890)

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Skier von Nansen

Jubiläums-Wanderausstellung „NORD! Fridtjof Nansens Erbe“, Haus der Nordischen Botschaften, Berlin, 2011 (photo: hans oerter)

(23)

aus: Mohn, H. und Fridtjof Nansen: Wissenschaftliche Ergebnisse von Dr. F. Nansens Durchquerung von Grönland 1888. Ergänzungsheft No. 105 zu „Petermanns Mitteilungen“. Gotha: Justus Perthes, 111 S. (1892)

3000m

2000m

1000m 2716m

-34.1 °C

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Luftproben während Dr. Nansens Expedition

310 ppm Inlandeis 2674m 320 ppm

320 ppm Inlandeis 2299m 295 ppm

295 ppm westl. Rand 770m

(25)

Anno 1912

(26)

Peary 1892-95

Nansen 1888 De Quervain 1912 Koch & W

egener 1913

Danmarkshavn

Die dänische Expedition nach

Königin-Luise-Land und quer über das Inlandeis Nordgrönlands 1912-13

Infantriehauptmann J.P. Koch

Kartograph, Glaziologe

Priv.-Dozent Dr. A. Wegener

Meteorologe Vigfus Sigurdsson

Lars Larsen

(27)

„Die VILLA“ , Danmarkshavn, Germania Land 1992 1906-08

aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer, 247 S. (1919)

(28)

1906/08 1992

photo: Archiv AWI/Arctic Institutt photo:hans oerter, 1992

In der „Villa“

(29)

(30)

, 1993

(31)

Borggletscher

Storstrømmen

(32)

Bei Station Borg

aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer (1919)

(33)

photo: Archiv AWI

Alfred Wegener in dem Überwinterungshaus

„Borg-Station“,

errichtet am 12. Okt. 1912

Nach der Überwinterung begann am 20. April 1913

die Querung des

Inlandeises, die am 13. Juli 1913 an der Westküste

endete.

(34)

aus: J.P. Koch : Durch die weiße Wüste. Berlin: J. Springer (1919)

Bohrungen im Eis

Temperaturmessung

Koch & Wegener, Wiss. Ergebnisse, København (1930)

(35)

Anreise nach Danmarkshavn

photo: hans oerter

Anreise von Island:

6. - 21.

Juli 1912

aus: J.P. Koch: Durch die weiße Wüste.

Berlin: J. Springer 247 S. (1919)

(36)

, 1994

2010-07-27

Bedrock!!!

The official termination of the deep drilling project.

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: 2537.36 m

Processing: 9.90 m (bag 1645-1662), processing depth: 914.10 m

http://neem.nbi.ku.dk/field_diaries_folder/

uk_diaries_2010/2010-07-27/

Steinmann versus Blog

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Wissensch. Ergebn. d. dän. Exp. nach Dronning Louises-Land

Vom Pferdeschlitten zum FlexMobil

photo: Sepp Kipfstuhl, AWI

AWI-Nordgrönlandtraverse (NGT)1993-95

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Schneeschacht - Schneeproben, Dichte, Schneeezutrag

aus: Koch & Wegener: Meddelelser om Grønland, Bd. LXXV (1930) photo: hans oerter, 1998

(39)

Durchquerung de Quervain

Jahresniederschlag auf der Durchquerungsroute

600 400 200 0 mm

600 400 200 0

2400 m üM

Jahresniederschlag auf dem Inlandeis

Durchquerung Koch-Wegener

Borg DMH 2940 m üM

Upernavik

Angmagsalik Godthaab

Länge w. Gr 40°

45°

50°

55° 30° 25° 20°

(40)

Zeitsprung:

1930/31

, 2011

(41)

aus: J. Georgi (1933) Station Borg

1929 Vorexpedition

Deutsche Grönland-Expedition Alfred Wegener

1930/31

1913

Upernavik

Oststation Eismitte

aus: J. Georgi (1933)

1929

Uummannaq

(42)

, 1993

Uummannaq

(43)

photo: Rudolf Holzapfel 1930(?)/Archiv AWI

Kamajurukgletscher 1930

(44)

egener (Hrsgb.) (1933/1940)

Seismische Eisdickenmessungen

from: J. Georgi (1933)

(45)

Eisdickenmessung mit (Eis-)Radar

DMH

NGRIP

D. Steinhage, AWI, pers. comm.

Sender Empfänger

Eisuntergrund/interne Horizonte Reflexion

Sendefrequenz

150 MHz

(46)

Profile length (km)

Height (m a.s.l.)

Untergrund Eis

Eis Eisoberfläche Luft

~3000m ~2550m

D. Steinhage, AWI, pers. Mitt. (2010)

NGRIP

DMH Station Nord

Eisdickenmessung mit (Eis-)Radar

(47)

Glaziologische

Arbeiten bei Eismitte von E. Sorge & J.

Georgi

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)

Firndichte

Struktur von Schnee

& Firn

(48)

AWI NordGrönland Traverse 1993-1995

CC

NGRIP

GRIP Crête

Dye3 NEEM

Kangerlussuaq

B16 B17

B18 B19 B20

B22 B21

B23 B26

B27/28 B29

B30

ca. 1600 km Traversenroute; Arbeitspunkte

alle 50 km mit Schneeschacht (2 m),

Firnkern (10-15 m) oder Eiskern (70-175 m)

Leitung Sepp Kipfstuhl, AWI

mit internationaler Beteiligung

photo: Sepp Kipfstuhl, 1993/95

E.G.I.G. Scoresby-

Sund

Jarl-Joset

(49)

NGT 93-95

Die Eisernte:

13 Eiskerne (70-175 m) 33 Firnkerne (10-15 m)

photos: Sepp Kipfstuhl, 1993/95

(50)

400 500 600 700 kg/m³

5m

10m

20m

30m

40m

Unter-

suchungen zur

Verdichtung des Firns

Tiefe (m)

B26 , Acc 179 kg m

^-2

a

^-1

„Gamma-Dichte“

Acc 256 kg m

^-2

a

^-1

Dumont

B26 , Acc 179 kg m

^-2

a

^-1

„Gamma-Dichte“

gebohrt 1994

Tiefe (m)

eitag et al. , J. Glaciology (2004)

de Quervain, Med. Grønl. (1969)

Sorge, Eismitte 1935

Dichteprofil Schacht Dumont 1957-1960

(51)

Durchlässigkeit/

Porenraum im 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)

1930/31 Versuche

mit Blasrohr

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eitag, AWI, 2010

Eiskern-ComputerTomograph seit Dez. 2010

Strahlungs- schutz

4x4x3 m³

Kühlzelle -15°C

Specifications:

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 = 10-50 (instead of 3-5)

zerstörungsfreie Messung von ganzen

Eiskernsegmenten

(53)

photo: Johannes Freitag, AWI

Röntgen-Quelle Detektor

➥

Ei s k e rn max. Länge Eisker n: 100 cm

Eisker n-ComputerT omograph

(54)

Eismatrix Porenraum

photos: Johannes Freitag, AWI

Firnkubus ca 1 cm³

zunehmende Eisdichte

(55)

Willi Dansgaard (1922-2011) Hans Oeschger (1927-1998)

aus: Willi Dansgaard: Frozen Annals - Greenland Ice Sheet Research, Copenhagen (2005)

(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.

(57)

Ablationsgebiet Akkumulationsgebiet

500 - 1000 km ca. 2000 km 100 - 700 km

typisch für

Grönland Antarktis

Gleichgewichtslinie Aufsetzlinie Eismächtigkeit

Eismächtigkeit

Summit

Akkumulation Schneezutrag

Schmelzen Ablation Eisberg

- kalben Tafeleisberge

Inlandeis/

Eisschild

Eisfließlinie

Schematischer Querschnitt durch einen Eisschild

Mittel: 1667 m Mittel: 2078 m Maximal: 4775 m Maximal: 3080 m

Fels subglaziales Schmelzen

Schelfeis

Meer Meer

grafik: h. oerter, 2009

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NEEM

NorthGRIP: 1996-2003 3090 m, 123 ka

NEEM: 2007-2010 2537 m, >108 ka

Eiskernbohrungen in Grönland

GRIP: 1990-1992 3029 m, >105 ka GISP 2: 1989-1993

3053 m, >105 ka

Hans Tausen

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photo: Sepp Kipfstuhl, 2003

Bohrcamp NordGRIP 1996-2003

(60)

(61)

Archiv AWI/Kipfstuhl

Bohren eines Eiskerns

(62)

Was lernen wir aus den Eiskernen

über das Klima der Vergangenheit ?

, 2006

(63)

GRIP Bohrkern (1990-92)

Interstadiale 1-24:

Dansgaard-Oeschger Events

Stabiles Klima während Holzän

(64)

NordGRIP

rot =

Interglazial (Warmzeit)

blau = Glazial (Eiszeit)

Jüngere Dryas

D/O Ereignisse

Eem

Holozän

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foto: hans oerter, 1993