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Antarktisexpedition GANOVEX VIII

Beitrag zum Projekt:

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Sticker GANOVEX VIII German Antarctic North Victorialand Expedition

Im Südsommer 1999/2000 fand die achte GANOVEX-Expedition statt. GANOVEX VIII war ein deutsch-italienisches Kooperationsunternehmen, das auf die lange Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der BGR und aus Italien zurückgeht. Dabei ist die Kooperation mit der Uni Siena, der Uni Genua, dem ING in Rom und dem OGS in Triest hervorzuheben. Programme und Teilnehmer bei GANOVEX VIII entsprachen in etwa einer Aufteilung von 2/3 BGR und 1/3 für das italienische Antarktisprogramm PNRA (Programma Nationale di Ricerca in Antartide).

Die Expedition gliederte sich in zwei Abschnitte (Legs), die räumlich und auch vom Personal her - zum Teil auch von der Aufgabenstellung her - getrennt waren. Im ersten Abschnitt lag der Schwerpunkt der geologischen und geophysikalischen Arbeiten auf dem Bereich um den Rennick Gletscher, im zweiten auf dem Küstenabschnitt vor der Oates- und George V Küste.

Zwischen beiden Abschnitten, etwa nach der Häfte der Saison, fand ein Treffen mit dem italienischen Versorgungsschiff ITALICA und dem Expeditionsschiff, der POLAR DUKE, zum Austausch von Personal und Übernahme von Treibstoff für Hubschrauber und Schiff statt (Foto).

Forschungsziele

Vor 20 Jahren begannen die geowissenschaftlichen Forschungsarbeiten im nördlichen Victoria-Land. Obwohl als erstes Ziel die Gondwana-Rekonstruktion zwischen Antarktis und Australien bzw. den Mikrokontinenten Tasmanien und Neuseeland formuliert war, entwickelten sich während der Arbeiten neue Fragekomplexe von überregionaler Bedeutung:

  • die Geodynamik des paläozoischen, ca. 500 Ma alten Ross-Orogens am Rande des Paläopazifik
  • die Genese des känozoischen kontinentalen Ross-Meer-Rifts und die gleichzeitige Heraushebung seiner Westflanke im Bereich des heutigen Transantarktischen Gebirges, die im wesentlichen das alte Ross-Orogen erfasste.

Durch die Expeditionen der BGR und in einer späteren Phase in Zusammenarbeit mit dem italienischen Antarktisforschungsprogramm konnte herausgearbeitet werden, dass sich am Paläopazifikrand westwärts gerichtete Subduktion abspielte und die Pazifische Platte unter den Gondwana-Kontinent im Bereich der heutigen Antarktis abtauchte und dabei zwei Gürtel (Terranes) anlagerte - die aber vermutlich nicht durch Kollisionsvorgänge mit Mikrokontinenten sondern durch Akkretion entstanden. Damit herrschte bereits vor 500 Ma, als das Ross-Orogen entstand, ein ähnliches Bild am Pazifikrand wie heute, während der Bildung der Anden.

Die Forschungsarbeiten von GANOVEX VIII begannen im nördlichen Victoria-Land. Untersucht wurden hier der an die Subduktionszonen gebundene Magmatismus und die junge Tektonik, die mit dem Einbruch des Ross-Meer-Grabens oder aber mit der streichenden Verlängerung von Fracture Zones in Verbindung steht, die von dem zwischen der Antarktis und Australien gelegenen mittelozeanischen Rücken ausgehen. Geodätische Arbeiten sollen mit Hilfe von satellitengestützen Ortsbestimmungen auch die heutige Hebungsrate des Transantarktischen Gebirges ermitteln. Das Transantarktische Gebirge stellt mit bis über 4000 m Höhe das höchste Bruchschollen-Gebirge der Erde dar. Es ist parallel zum Einbruch des stark asymmetrischen Ross-Meeres als aufgestemmte Grabenschulter emporgehoben worden. Heute bildet diese Gebirgskette die Hauptbarriere gegen das Inlandeis der Ostantarktis und in der Vergangenheit könnte sie den Nukleus gebildet haben, an dem die südpolare Eiskappe entstand. Es besteht anscheinend ein wichtiger Zusammenhang zwischen der Heraushebung zum Hochgebirge und der klimatischen Entwicklung der Region, die letztendlich einen Einfluß auf das Weltklima hat.

Die Arbeiten wurden in Richtung zum Ostantarktischem Schild fortgesetzt, um die Kontaktzone zwischen dem Ross-Orogen und der alten Kernzone der Antarktis zu untersuchen und weitere Informationen zum fossilen aktiven Kontinentalrand Gondwanas, der in der Antarktis in Form des Ross Orogens erhalten ist, zu erhalten. Der Übergang dieser Mobilzone zum alten Kern der Ostantarktis ist in der ganzen Antarktis nur an zwei Stellen nicht von Eis bedeckt, im zentralen Transantarktischen Gebirge und an der Oates Küste, zwischen Victoria-Land und Terre Adélie. Hier gibt es eine Kette von einzelnen eisfreien Küstenaufschlüssen. Um diese zu einem kontinuierlichen Profilstreifen zu verbinden, wurden geophysikalische Methoden, Aeromagnetik, Gravimetrie und Radar über dem Eis eingesetzt.

Durchgeführte wissenschaftliche Programme

LEG 1 (vom 11.12.1999 bis 9.1.2000)

AEROMAGNETIK (Detlef Damaske und Heinz-Dieter Möller, BGR, Fausto Ferraccioli, Uni Genua)

Messgebiet Bowers Mountains - Lillie Glacier - Yule Bay - Pennel Coast: Profilabstand: 4.4 km, Kontrolllinienabstand: 22 km, Flughöhe: 9500 ft (barometrisch), 16 Messflüge, 51.5 Messflugstunden, 7095 nutzbare Profilkilometer, Gebietsgröße: 24000 km².

Messgebiet Wilson Hills - Matusevich Gletscher - Oates Coast: Dieses Gebiet wurde im Leg 1 zu 70% beflogen, Abschluss in Leg 2.

ERDMAGNETISCHE TIEFENSONDIERUNG [Geomagnetic Depth Sounding, GDS]

(Egidio Armadillo, Uni Genua)

Phase 1: NE-SW Profil mit Litell Rocks als zentralem Messpunkt; Phase 2: NW-SE Profil von Litell Rocks nach Wilson Hills. Insgesamt 13 Stationsorte, Registrierdauer zwischen 8 und 28 Tagen, 2 Stationen überlappend zu Leg 2.

GRAVIMETRIE (Giorgio Caneva, Uni Genua)

Referenzstationen bei Litell Rocks, Thala Island, Mt. Steele Ridge(Wilson Hills), Anschluss an frühere Vermessungen durch Station bei der Lillie Marleen Hütte. Insgesamt 32 Gravimetriepunkte verteilt im gesamten Gebiet Yule Bay - Litell Rocks - Wilson Hills.

TELESEISMIK (Marco Cattaneo, Uni Genua und ING Rom)

Profil von den ANARE Mountains über Litell Rocks und nach NW (SCAR Bluffs); Profillage wie bei GDS, z.T am gleichen Ort. Insgesamt 7 REFTEK-Stationsorte, Registrierdauer 20 bis 24 Tage, 3 Stationen überlappend zu Leg 2.

GEODÄSIE (Francesco Mancini, Uni Bologna)

Vermessung von Fixpunkten (vermarkt) an insgesamt 7 Orten im nördlichen Victoria-Land, z. T. gleichzeitige Vermessung mit Punkten im Bereich südlich davon (Messgruppe der Station Terra Nova Bay), im Rahmen von ANTEC (Antarctic Neotectonics, GoS SCAR).

PALÄOMAGNETIK (Christian Rolf, GGA Grubenhagen, in Zusammenarbeit mit Geochronologie)

Bohrungen an 20 Sites, mehr als 300 Kerne (Durchmesser 1 Zoll). Beprobungen der Sedimente der Leap Year Group (3 Sites) der West- und East Quarzite Ridge, der Gallipoli Vulkanite (3 Sites) in den Gallipoli Heights, der Admirality Intrusiva (1 Site) in der Everett Range, der Ferrar Dolerite und Kirkpatrick Basalte (10 Sites) innerhalb und außerhalb des Rennick Grabens und des Dioritkomplexes (3 Sites) in den Kavrayskiy Hills.

GEOLOGIE (Norbert W. Roland und Friedhelm Henjes-Kunst, BGR, Andreas Läufer, Uni Frankfurt, Federico Rossetti, Uni Roma III, Frank Lisker, Uni Bremen, Ricarda Hanemann, Uni Jena)

  • Geochronologische Untersuchungen im Rennick-Gebiet
  • Ross-orogenetische Kinematik und jüngere spröde Deformationsgeschichte im Rennick- Stoerungssystems
  • Untersuchungen zur Terrane-Problematik im nördlichen Victoria-Land - Bowers Strukturzone
  • Spaltspurenanalysen zur Hebungsgeschichte des Transantarktischen Gebirges - Rennick-Gebiet
  • Geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen an Ferrar Doleriten.

LEG 2 (vom 22.1. bis 26.2.2000)

AEROMAGNETIK (Detlef Damaske und Heinz-Dieter Möller, BGR, Emanuele Bozzo, Uni Genua, Massimo Chiappini, ING Rom)

Messgebiet Wilson Hills - Matusevich Gletscher - Oates Coast: Profilabstand: 4,4 km, Kontrolllinienabstand:

22 km; Flughöhe: 6000 ft (barometrisch); 17 Messflüge; 51,1 Messflugstunden; 2 Sonderlinien im Abstand von 2,2 km und in Flughöhen 4500 ft, 6000 ft, 7500 ft; 9162 nutzbare Profilkilometer; Gebietsgröße: 23700 km².

Messgebiet Oates Coast - Cook Ice Shelf - George V Coast:

Profilabstand: 4.4 km; Kontrolllinienabstand: 22 km; Flughöhe: 5000 ft (barometrisch); 11 Messflüge; 37,3 Messflugstunden; nutzbare Profilkilometer: 6560 km; Gebietsgröße: 17700 km².

Messgebiet George V Coast (Cape Freshfield - Ninnis Glacier - Mertz Glacier):

Profilabstand: 4,4 - 8,8 km; Kontrolllinienabstand: ca. 44 km; Flughöhe: 5000 ft (barometrisch); 7 Messflüge; 22,6 Messflugstunden; 3760 nutzbare Profilkilometer; Gebietsgröße: 18400 km².

GRAVIMETRIE (Gernot Reitmayr, BGR, Wilfried Korth, Uni Dresden, Giorgio Caneva, Uni Genua)

Messgebiet Oates Coast:

Referenzstationen Harald Bay, Lauritzen Bay, Anschluss an frühere Vermessungen durch Station an der Harald Bay. Auf 8 Messflügen konnten 43 Gravimetriepunkte vermessen werden, verteilt im gesamten Gebiet um den Matusevich Gletscher. Durch kinematische GPS-Positionierung Verkürzung der Messungsdauer auf weniger als 7 Minuten pro Punkt .

Messgebiet George V Coast:

Referenzstation Penguin Pt. West. Auf nur 1 Messflug konnten lediglich 5 Punkte im östlichen Abschnitt zwischen Ninnis- und Mertz Gletscher gemessen werden.

GEODÄSIE/NEOTEKTONIK (Wilfried Korth, Uni Dresden)

Messgebiet Oates Coast:

GPS-Stationen (vermarkte Fixpunkte) an der Harald Bay, Lauritzen Bay, Anxiety Nunataks. Registrierdauer jeweils 9 Tage. Untersuchung der horizontalen und vertikalen Kinematik des Matusevich-Gletschers: Messreihen von 1 bis zu 10 Tagen.

Messgebiet George V Coast:

1 GPS-Station (vermarkter Fixpunkt) am Mertz Gletscher (Penguin Pt. West), Registrierdauer 7 Tage.

RADAR (Volkmar Damm und Dieter Eisenburger, BGR)

Messgebiet Oates Coast:

14 Messflüge mit insgesamt ca. 4000 Profilkilometern im Gebiet des Matusevich- Gletschers (Eisdickenbestimmung für gravimetrische Punkte dieser und frührerer GANOVEX-Expeditionen im Bereich Küste bis ca. 120 km landeinwärts zwischen 154°E und 159°E.

Messgebiet George V Coast:

3 Flüge mit ca. 900 km Messlinie vom Westrand des Mertz Gletschers bis zum Ninnis Gletscher sowie über dem Mertz Gletscher selbst .

ERDMAGNETISCHE TIEFENSONDIERUNG [Geomagnetic Depth Sounding, GDS]

(Egidio Armadillo, Emanuelle Bozzo, Giorgio Caneva, Uni Genua, Massimo Chiappini, ING Rom)

Messgebiet Oates Coast:

Insgesamt 8 Stationsorte, auf einem SE-NW Profil in Fortsetzung von Leg 1; 2 Stationen überlappend von Leg 1, Registrierdauer zwischen 14 und 30 Tagen.

Messgebiet George V Coast:

1 Station am Mertz Gletscher (Penguin Pt. West), Registrierdauer 4 Tage.

TELESEISMIK (Massimo Chiappini, ING Rom)

Messgebiet Oates Coast:

Insgesamt 7 Stationsorte, auf gleichem Profil wie GDS, 3 Stationen überlappend zu Leg 2, Registrierdauer zwischen 24 und 30 Tagen.

Messgebiet George V Coast:

1 Station am Mertz Gletscher (Penguin Pt. West), Registrierdauer 4 Tage.

GEOLOGIE (Georg Kleinschmidt, Uni Frankfurt, Martin Olesch, Uni Bremen, Franco Talarico, Uni Siena, Norbert W. Roland und Friedhelm Henjes-Kunst, BGR)

Untersuchungsgebiet Oates Coast:

  • Strukturelle Entwicklung des Bereichs am Matusevich-Gletscher
  • Kontaktmetamorphose in den Schiefern der Berg Group
  • Plattentektonische Bedeutung der mafischen und ultramafischen Linsen im Bereich des Matusevich- Gletschers
  • Altersdatierungen der migmatischen Granite (prä-Ross?).

Untersuchunggebiet George V Coast:

  • Erratische Geschiebe von Horn Bluff - Hinweise auf Gesteine des Wilkes Beckens
  • Die Mertz-Gletscher Scherzone
  • Petrogenese, Geochemie und Geochronologie der Granite - Plattentektonische Position
  • Spaltspurenanalyse zur Hebungsgeschichte - George V Coast und Oates Coast.

Literatur:

Damaske, D. & Bozzo, E. (eds.) (2003): Scientific results from the German-Italian 1999-2000 Antarctic Expedition. - Terra Antartica, 10 (3): 81-258. (first part)

Damaske, D. & Bozzo, E. (eds.) (2004): Scientific results from the German-Italian 1999-2000 Antarctic Expedition. - Terra Antartica, 11 (1): 1-90. (second part)

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