Brockamp, B.

Thyssen, F.

German

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Q = -E. Im kältesten Gebiet des ant-arktischen Hochplateaus ist E bei elenniedrigsten Temperaturen am kleinsten(-0,15) und nimmt nach höheren Breitenhin zu, wobei sich die Isolinien gut an dieKontinentgrenzen anschmiegen. Selbst dieantarktische Halbinsel ist im Kurvenverlaufangedeutet. Q ist entsprechend überall ne-gativ und nimmt vom Pol bis etwa 60-65 0Breite mehr und mehr ab bis zu Werten von-0,27. Dann macht sich nach niedrigerenBreiten hin die Sonneneinstrahlung bemerk-bar und dementsprechend eine Zunahmevon Q bis auf -0,18 in etwa 40 0 S. Im gan-zen ist das Bild für das Südpolargebiet ent-sprechend der gleichmäßigen Land- undMeerverteilung viel mehr kreissymmetrischals auf der Nordhalbkugel. Bemerkenswertist, daß die niedrigsten Werte von Q nichtam Pol, sondern in einem Ring unter 60 bis65 0 Breite um den Südpol angetroffen wer-den. In etwa 10 0 Süd verläuft die Null-Linie der Strahlungsbilanz.Bisher waren aus theoretisch-rechnerischenBestimmungen und auch aus Messungen an-derer Satelliten (TIROS-Serie), die keine sogleichmäßige Überdeckung der ganzen Erdemit Meßdaten lieferten, nur Jahreszeiten-mittel von Q bekannt. Die Messungen vonNIMBUS rr erlauben zum erstenmal, kür-zere Zeitintervalle zusammenzufassen unddie Veränderungen zwischen diesen zu ver-folgen.Eine Anwendung der barographisch-topographischenKurve zur Bestimmung der Bewegung von InlandeisenVon B. Brockarnp und F. Thyssen ':.Zusammenfassung: Es wird ein Verfahren zurBestimmung der Bewegungen der Inlandeiseangegeben. Mit einer kontinuierlichen Registrie-rung des Lurtdruckes während der Fahrt und derWiederholung dieser Messungen nach hinreichendlanger Zeit kann die Verschiebung von Markie-rungen gegenüber ortsfesten Tälern und Hoch-lagen der Eisoberfiäche ermittelt werden. DieseMethode wird angewandt, um für die Zeit zwi-schen 1959 und 1967 die Bewegung der BalisenT 0 bis T lla auf dem EGIG-Profil in Grönlandzu bestimmen.Abstract: A method for the determination ofthe movement of the inland ice caps is herebydescribed. The shifting of marked points rela-tive to the fixed valteys and highlands of theIce surface eould be determined from the re-eords of the barometrie pressures, registered ina moving vehiele. The paper transport waseoupled to the way eovered by the vehicle. Thismethod is applied to find out the movements ofbalises from Toto T lla during 1959 and 1967on the EGIG-profiles in Greenland.Die Oberfläche der Inlandeise (Grönland,Antarktis) und der großen Hochlandeisehat die Form ausgedehnter Schilde; die Stei-gung nimmt zu den im allgemeinen asym-metrisch gelegenen größten Höhen hin ab.H. Mohn und F. Nansen (1892) zeigtenbereits für elie erste Durchquerung Grön-lands durch Nansen (1888), daß die Eis-oberfläche auf der von Osten nach \Y/estendurchwanderten Route sich einer ellipsen-ahnliehen Kurve annähert. Der allgemeinenSchildform sind Wellungen unterschiedlicherLängen- und Höhenerstreckung überlagert.Sie wurden erstmalig auf der Wegener-Ex-pedition eingehend diskutiert. Für die Be-arbeitung lag eine große Anzahl barome-trischer Ablesungen vor, die zwischen 1930und 1931 auf der Expeditionsroute an dichtbeieinanderliegenden Punkten gewonnenwurden (Brockamp 1933).Diese kleindimensionierten Elemente derEisoberfläche wurden auf der EGIG I(1959) 1) und EGIG rr (1967) 1) gesondertuntersucht. Von der Expedition 1959 liegteine Veröffentlichung der Lagemessung(Hofmann 1964) und des geometrischen Ni-vellements (Mälzer 1964) vor. Außerdemgibt es eine zusammenhängende barogra-phisehe Aufnahme der Strecke zwischenCamp VI (1959) im Westen (cp 69 0 44'16,8"; I, 48 004' 20,5") und Cecilia Nuna-tak im Osten (cp 72 0 34' 29,6"; I, 27 057'53,6").*) Prof. Dr. B. Brockamp und Dr. F. Thyssen, Institut für Reine und Angewandte Geophysik44 Münster (Westf.), Steinfurter straße 107J) Expedition Glaeiologique Internationale au Groenland. An der Expedition waren die Länder Dä-nemark, Deutschland, Frankreich und die Schweiz beteiligt. Die Leitung lag bei einem interna-tionalen Direktionskomitee, die technische Durchführung bei P. E. Vietor.125Schon H. Mohn und F. Nansen schreiben,auf rein visuellen Beobachtungen fußend,die kleinräumigen Wellungen der Oberflächedem Einfluß des Untergrundes zu. NeuereArbeiten (Brockamp 1951, Hochstein 1965,Robin 1967) weisen nach, daß sie von derMorphologie des Untergrundes, der Fließ-geschwindigkeit des Eises und seiner Mäch-tigkeit abhängen. Daher sind die klein-räumigen \Vellungen besonders in Gebietenmit größerer Fließgeschwindigkeit des Eisesund unruhiger Morphologie des Untergrun-des und nicht zu großer Eisdicke gut ausge-prägt. Nach Mock (1968) sind diese Ober-flächenformen auch durch die Zutragsver-teilung mit beeinflußt. Dabei ist der Zutragin den Dellen der \Vellungen besondersgroß, auf den Buckeln besonders klein.Durch diesen Effekt können die Ober-flächenformen abhängig von Niederschlagund Schneedrift modifiziert werden. Sinddie kleinräumigen \XTellungen an die Formendes Untergrundes gebunden, kann aus derVerschiebung von Markierungen relativ zudiesen Oberflächenformen (z. B. tiefsterPunkt eines Tales) direkt die Bewegung derInlandeise entnommen werden.Die Oberflächenformen des Inlandeises kön-nen durch eine barographische Messungwährend der Reise erfaßt werden. Die vonBrockamp (1962/1965) veröffentlichten ba-rographischen Kurven zeigen außer der gu-ten Reproduzierbarkeit der zu verschiede-nen Zeiten gewonnenen Barogramme, daßdie barographisch-topographische Höhen-kurve in allen Einzelheiten übereinstimmtmit dem Höhenprofil, das aus einem mit100 m Zielweite durchgeführten geometri-schen Nivellement großer Genauigkeit ab-geleitet wurde. In die barographische Fahrt-registrierung gehen ein:1) die durch die Höhenänderung bedingteDruckänderung2) die zeitliche Druckänderung im Verlaufeder Fahrt3) der horizontale Druckgradient und4) die mittlere Temperatur zur Berechnungder Dichte der Luft.Um 1) einwandfrei zu erfassen, müssen dieunter 2), 3) und 4) angegebenen Größen alsKorrekturen angebracht werden. Die nebstThermographen auf einigen längs der Routeinstallierten Stationen ständig registrieren-den Barographen liefern die zeitlichenDruckänderungen. Um diese wesentlich zureduzieren, können auch jeweils zweigleiche Geräte in zwei Fahrzeugen betriebenwerden, die während der Reise einen nichtzu großen Abstand voneinander haben. Die-ser betrug bei der EGIG I und EGIG IIetwa bis zu 15 km. Da die gleiche Streckenacheinander zu unterschiedlichen Zeitendurchfahren wird, können so zeitabhängigeKnderungen des Luftdruckes zum überwie-genden Teil eliminiert werden.Zur Bestimmung der wahren, durch Strah-lung nicht verfälschten Temperatur lassensich Radiosondenaufstiege grönländischerKüstenstationen heranziehen. Der horizon-tale Druckgradient kann aus den einzelnenMillibarflächen der Wetterkarten entnom-men werden.Die Registrierung des Luftdrucks mit genü-gend großer Auflösung ist während derReise mit normalen Barographen nichtdurchzuführen. Für die EGIG I wurde da-her von B. Brockamp (1962) eine zusätz-liche Oldämpfung angebracht. Dieses so mo-difizierte Gerät lieferte eine mit Zeit- und\XTegmarken versehene Kurve für die ganzeWest-Ost-Überquerung von Mittelgrönland.Sie stimmt, wie bereits angegeben, weit-gehend mit dem geometrischen Nivellementüberein. In diesen Barographen erfolgteder Papiervorschub durch ein Uhrwerk,und nur an den Wegmarken der Regi-strierung war eine exakte Ortszuordnungmöglich. Zwischenpunkte mußten unter derAnnahme einer konstanten Fahrzeugge-schwindigkeit interpoliert werden. Derkleine Papiervorschub dieser Registrier-werke, die Schwankungen in der Geschwin-digkeit der Fahrzeuge und die noch verhält-nismäßig geringe Auflösung des Druckmeß-systems begrenzten den Einsatz dieser ein-fachen Anordnung. Zur Erhöhung der Auf-lösung wurde von F. Thyssen für die EGIGII ein elektrischer Barograph gebaut undeingesetzt. 1) Das Gerät besteht aus einemVi die- Dosensatz, einem photoelektrischenWandler und einem Kompensationsschreiber') Dieses Gerät lieferte auch gute AUfzeichnungen bei der Druckregistrierung für andere Zwecke,z. B. Registrierung der Druckwellen der Atombombenversuche von Nowaja Semlja126mit genügender Einstellkraft. Ein Tiefpaß-filter vermindert den Einfluß der Fahrzeug-vibrationen. \1Vährend der Reise war derPapiervorschub über eine biegsame Wellemit dem Kettenantrieb des Fahrzeuges ge-koppelt und ergab so eine Registrierung, dieder durchfahrenen Strecke unabhängig vonwechselnder Fahrzeuggeschwindigkeit Punktfür Punkt zugeordnet werden kann. Zu-sätzliche Zeit- und Wegmarken auf der Re-gistrierung erlauben eine Zuordnung für dieReduktionen, die an Feststationen gewon-nen werden. Mit diesem Instrumentariumkonnten selbst Höhenunterschiede bis zu2 m während der Fahrt erfaßt werden.Die Möglichkeit, die Oberflächenformen derInlandeise mit hoher Auflösung währendder Reise zu registrieren, kann ausgenutztwerden, um bei Wiederholungsmessungendie Eis b ewe gun g zu ermitteln. Mar-kierungen auf dem Inlandeis wie z. B. Ba-lisen können in ihrer Relativbewegung zubesonderen Oberflächenformen wie Tälernoder Erhebungen vermessen werden. Soferndie kleinräumigen Wellungen der Oberflächeortsfest an die Formen des Untergrundesgebunden sind, kann aus der Verschiebungvon Markierungen relativ zu diesen Ober-flächenformen direkt die Bewegung des In-landeises entnommen werden. Falls die Ver-schiebung von zwei benachbarten Balisen imRahmen der Genauigkeit dieses Verfahrensals parallel angesehen werden darf und dieLängserstreckung der kleinräumigen Wel-lungen nahezu senkrecht zu der Verbin-dungslinie der Balisen verläuft, wird dieKomponente der Eisbewegung erfaßt, diesenkrecht zur Längserstreckung der Wellun-gen auftritt; dieses trifh für die nachstehendbehandelten Beispiele weitgehend zu.Die im folgenden angegebenen Ergebnissesind, um die Meßgenauigkeit zu steigern,durch den Vergleich der Daten des Nivelle-ments 1959 nach Mälzer, mit den barogra-phischeu Registrierungen der Gruppe Geo-physik der EGIG II 1967 gewonnen wor-den. Abb. 1 zeigt als Beispiel das Fahrt-barogramm von der Balise T 7 (1967) ausin Richtung T 6 auf dem E-W-Profil derEGIG in GrÖnland. Es ist deutlich eine Re-lativbewegung von ca. 1 km zwischen derBalise T 7 und dem Tal in der Eisoberflächezu erkennen. Das Fahrtbarogramm wurdeebenso wie bei den im folgenden angegebe-nen Ergebnissen ohne Reduktion der zeit-lichen Luftdruckänderung zu diesem Ver-gleich herangezogen.Tabelle I gibt die Koordinaten (von 1959)nach Hofmann für weitere Balisen an, de-T7- 2000 m1950 m1kmt---------1Bcroqroctuscbe Kurve1967T7Abbildung 1Die Relativbewegung zwischen der Balise T 7 und einem Tal unterhalb T 7. Vergleich zwischen derb arographischeri wegabhängigen Registrierung 1967 und dem Nivellement 1959 nach Mälzer.The displacement of balise point T 7 relative to the valley lying under T 7 and a comparison ofthe way-dependent barometrie records of 1967 and or the leveling of 1959.127Längserstreckung der W ellungen kleineroder gleich der wirklichen Wegstrecke. Ausder Abb. 2 geht deutlich die starke Zu-nahme der Verschiebung mit größerem Ab-stand von Crete hervor. Lediglich die Ver-schiebung der Balise T 7 weicht weit mehrals der Fehler erwarten läßt von den ande-ren Werten ab. Die Relativbewegung vonT 7 wurde gegen die stärkste Talbildung,die auf dem Ost-West-Profil gefundenwurde, bestimmt. Für die Hin- und Rück-fahrt sind die Werte der von den Balisendurchwanderten Wegstrecken in guter Über-einstimmung. Ein Meßfehler ist nicht wahr-scheinlich. Im Rahmen dieser Untersuchungmuß offenbleiben, ob die Balise T 7 sichstärker als die anderen Balisen bewegt hat,ob die genaue Talform unterhalb T 7 nichtals ortsfest anzusehen ist, oder ob die meteo-rologischen Bedingungen wie z. B. Kaltluftin diesem Tal die Diskrepanz zwischen Luft-druck- und Höhenwerten hervorriefen.Diese Fragen lassen sich klären, wenn alleMeßergebnisse der EGIG vorliegen.Mit diesen Beispielen sollte aufgezeigt wer-den, wie mit einem verhältnismäßig schnel-len und von den Sichtverhältnissen weit-gehend unabhängigen Verfahren neben derMorphologie der Inlandeise an bevorzugtenStellen auch seine Bewegung ermittelt wer-den kann. .Da es einfach ist, mit Hilfe der Barographenauch auf längeren Strecken ungefähr parallelzu den Höhenlinien zu fahren, könnenMarkierungen (Balisen) direkt in Richtungder Fallinie aufgestellt und die Relativ-bewegung in dieser Richtung ermittelt wer-den.Das benutzte Verfahren läßt, ausgehendvon den Ergebnissen eines Nivellementsund seiner Wiederholung, eine noch höhereMeßgenauigkeit für die Bestimmung derFließgeschwindigkeit des Eises erwarten. Dertechnische Aufwand hierfür ist allerdingsbedeutend größer.Es seien an dieser Stelle die Herren R.Arndt, M. Hochstein, R. Hoisl, M. Marret,M. Renard, O. Reinwarth als Teilnehmerder EGIG I und H. Kohnen, H. G. All-noch, K. Wilke, C. Marinier und M. Daullals Teilnehmer der EGIG II dankend er-wähnt, die bei der Durchführung der Feld-beobachtungen mitwirkten.mI1S(m)11208657501025542573508I.195947 051' 32,0"47 038' 59,3"47 025' 56,1"46 0 48' 24,5"46 018' 41,9"45 045' 29,1"45 0 34' 02,9"0 0T1la Tl! T9 T7 T4 T3T2 TOI I I CampV,[300 350 400 450km ( bezogen auf Cr~te)'llI!!!!I Cr~temer1959Tabelle IT 2 69 045' 34,8"T 3 69 047' 16,9"T 4 69 0 49' 25,3"T 7 69 0 56' 36,3"T 9 70 001' 17,6"T 11 70 006' 33,6"T lla 70 008' 26,2"rcn Verschiebung 11 S bis 1967 in gleicherWeise wie für T 7 ermittelt wurde.Abbildung 2: Die Verschiebungen der BalisenT 0 bis T Ha auf dem EGIG-Profil in Grönlandabhängig von ihren Abständen (in Profilkilome-tern) von der station Crete.The displacements of balises from Toto T Haon the EGIG-profile in Greenland in dependanceon their distances (in profile km) from the Sta-tion Crete.500+--4"=---11+----+-----+ 5001000+-----+----'f--+----+---+l0001500-r------r-------r-----r15ooNahezu auf dem gesamten Profil konntendie Fahrtbarogramme auf der Hin- undRückfahrt registriert werden. Die angege-benen Beträge I1S sind die Mittelwerte derbei der Hin- und Rückfahrt gewonnenenDaten.Aus den Meßergebnissen folgt für den mitt-leren Fehler der Bewegungsbeträge: ± 67 m.In Abb. 2 ist das \Xfandern der angegebenenBalisen gegen ihren Abstand (1959) in Pro-filrichtung von der Station Crete aus (er 71 007' 11,2"; 1,37 019' 10,5") aufgezeichnet;dabei sind diese Werte als Komponentender Verschiebung in etwa senkrecht zur128LiteraturB r 0 c kam p, B.: Wissenschaftliche Ergebnisseder deutschen Grönland-Expedition Alfred We-gener 1929 und 1930/1931, Bd. H, Seismik. F. A.Brockhaus, Leipzig 1933.B r 0 c kam p, B.: Nachtrag zur deutschenGrönlandexpedition A. Wegener. - Neues Jahr-buch für Geologie und Paläontologie Bd. 93,Heft 2, Seite 178-232, 1951.B r 0 c kam p , B.: Barographisch-topographischeHöhenkurve Z. f. Geoph., Jahrg. 28, Heft 5, Seite217-222, 1962.B r 0 c kam p , B.: über einige geophysikalischeErgebnisse der internationalen Grönland-Expe-dition EGIG 1959: Polarforschung, Bd. VI, Jahrg.35, Heft 1/2, Seite 42-66, 1965.Hoc h s t ein, M.: Morphologie der Westant-arktischen Eiskappe zwischen Mary-Byrci- undEdith-Ronne-Land. - Polarforschung, Bd. VI.Jahrg. 35, Heft 1/2, Seite 27-38, 1965.Hof man n, W.: Die Geodätische Lagemessungüber das Grönländische Inlandeis der Inter-nationalen Glaziologischen Grönland-ExpeditionEGIG 1959. - Meddelelser om Gr0nland, Bd. 173,Nr. 6, 1964.M ä I zer, H.: Das Nivellement über das Grön-ländische Inlandeis der Internationalen Glazio-logischen Grönland-Expedition 1959. - Meddel-elser om Gr0nland, Bd. 173, Nr. 7, 1964.M 0 c k , S. J.: Snow Accumulation Studies onthe Thule Peninsula, Greenland. - J. of Glacio-logy, Vol. 7, NI'. 49, Seite 59-76, 1968.lVI 0 h n, H. und Na n sen, F.: Wissenschaft-liche Ergebnisse von Dr. F. Nansens Durchque-rung von Grönland 1888. - Petermanns Mittei-lungen, Ergänzungsheft NI'. 105, Gotha, JustusPerthes 1892.R 0 bin, G. de Q.: Surface Topography of IceSheets. - Nature, Vol. 215, Nr. 5105, Seite 1029bis 1032, 1967.Alterungsvorgänge in einkristallinem EisVon Gerhard Dantl, Gerlingen ') 2)Kneser. Ivlagun, Zieql er [2] Dontl [4]Abbildung 13.....S :: log Dekrement In EISL0 n9uudmct schwingungen: 11 zur c-Acbse. T:: -17"C1-....II i/G• Schille, [3]1.0lP3,0die bisher bekannten Dämpfungswerte ein-getragen. Es konnte nachgewiesen werden,daß es sich bei der im MHz-Bereich gemes-senen Absorption nicht um Energieverluste,sondern um ein Streuphänomen handelt. Anverschiedenartig gezüchteten einkristallinemEis hat man schon früher elektronenmikro-skopisch beobachtet (5), daß sich Mikro-bereiche mit einem mittleren DurchmesserL = 5 11111 ausbilden. Diese Mikrobereichestellen Streuzentren für die Schallwellendar.wird durch die Annahme einer Diffusionvon Fehlstellen in der Paulingschen Protonen-konfiguration überzeugend gedeutet (2), (3).Die Erweiterung auf den Bereich von 5 bis200 MHz erfolgte mit einer Ultraschall-Impulsapparatur (4). In Abbildung 1 sindIÖ XlEinleitungDie Tradition der Eisforschung in Stuttgartbegann 1882/83, als sich der spätere Direk-tor des Physikalischen Instituts, K. R. Koch,mehrere Monate an der Küste von Labradoraufhielt. Schon dort interessierten ihn dieelastischen Eigenschaften von Eis. Diese Un-tersuchungen führte er später in Stuttgartweiter (1). Auch sein Nachfolger Regenerblieb dem Eis verbunden, doch sind dieseArbeiten zum großen Teil unveröffentlicht.Unter der Leitung von Prof. Dr. H. O.Kneser beschäftigt sich hier seit 1952 eineArbeitsgruppe systematisch mit den Eigen-schaften von Eis. Ihre Entstehung und vieleAnregungen verdankt diese Gruppe Prof.S. Magun. Es wurden bisher Arbeiten überdie mechanischen und dielektrischen Eigen-schaften von einkristallirrem hexagonalemEis (erstere von H20 und D20-Eis) ver-öffentlicht, ferner über die Züchtung, dieSchmelzkeimbildung (Tyndallsteme), denPiezoeffekt, die Ausdehnungskoeffizientenvon hexagonalem Eis und den Existenz-bereich von kubischem Eis.Kürzlich wurde eine Arbeit abgeschlossen,die den bis jetzt bekannten Bereich der me-chanischen Dämpfung auf nahezu 6 Zehner-potenzen erweiterte. Im kHz-Bereich ist diemechanische Dämpfung gut bekannt und') Dr. Gerhard Dantl, 7016 GerIingen 1, Hasenbergstraße 33') Aus dem 1. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart129

Eine Anwendung der barographisch-topographischen Kurve zur Bestimmung der Bewegung von Inlandeisen

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