Das GEA Programm der BGR
Das Programm GEA wurde aus mehreren Vorläufer-Projekten entwickelt, die seit den 90er Jahren in verschiedenen Regionen der Ostantarktis durchgeführt wurden. Diese waren insbesondere GEOMAUD, PCMEGA und GIGAGAP bzw. das AGAP-Projekt, welches eines der Flaggschiff-Programme des Internationalen Polarjahres 2007-09 darstellte. GEA vereint diese Arbeiten und konzentriert sich auf geologische und geophysikalische Untersuchungen in der Ostantarktis.
Das Hauptziel des GEA-Programms ist die Untersuchung der Krustenentwicklung und -struktur der Ostantarktis sowie der geodynamischen Prozesse, die zur Entstehung des modernen Antarktis-Kontinents geführt haben. Schwerpunkte sind:
- Die Entstehung und der Zerfall des Superkontinents Gondwana sowie seines Vorläufers Rodinia.
- Die Entstehung von Gebirgsgürteln, sowohl an den Rändern als auch im Inneren Antarktikas.
- Die Entwicklung von Riftsystemen und die Entstehung der heutigen Landschaftsformen, die durch die Wechselwirkung von Tektonik, Lithologie und Klima geformt wurden.
- Die Untersuchung der subglazialen Geologie und der Topographie/Bathymetrie unter dem Eisschild sowie unter den Schelfeisgebieten.
Mittels strukturgeologischer, petrologischer, geochemischer und geo-/thermochronologischer Methoden wird die Dynamik der obersten Krustenbereiche erforscht. Dies soll Rückschlüsse auf die geologisch/paläogeographische Position Dronning Maud Lands innerhalb von Gondwana, dessen Auseinanderbrechen und die Ausbildung der passiven Kontinentalränder sowie die langfristige Landschafts- und Klimaentwicklung Dronning Maud Lands innerhalb des antarktischen Kontinents liefern.
Nur etwa 2% des Gesteinsinhalts des antarktischen Kontinents sind für direkte geowissenschaftliche Untersuchungen zugänglich, die restlichen 98 % liegen unter einer bis mehrere Kilometer dicken Eisbedeckung. Diese Tatsache unterstreicht die herausragende Bedeutung der Geophysik für die Erforschung der Polargebiete. Die BGR hat seit den Anfängen ihrer Polarforschung den eng kombinieten geologisch-geophysikalischen Ansatz der Erforschung der Antarktis etabliert. Insbesondere die Methode der Aerogeophysik, d.h. der luftgestützten Messung der magnetischen Eigenschaften der durch Eis oder Wasser nicht direkt zugänglichen Gesteine, wurde zum zentralen Instrumentarium der BGR-Untersuchungen. So wurde die subglaziale Geologie der Einsatzgebiete des GEA-Programms anhand kombinierter aero- und bodengeophysikalischer und geologischer Untersuchungen kartiert, um an der Oberfläche aufgeschlossene Gesteinseinheiten und tektonische Großstrukturen in den eisbedeckten Gebieten verfolgen zu können. Eisdickenradarmessungen wurden zur Bestimmung der Eisdicke und zur Charakterisierung der unter dem Eis liegenden Topographie durchgeführt. Als Plattform dienten die Forschungsflugzeuge des AWI „Polar 5“ (für GEA I) und die 2011 in Dienst gestellte „Polar 6“ (für GEA II bis V).
Aktuelle und geplante Expeditionen
Für die Antarktissaison 2025/26 plant die BGR zusammen mit dem AWI eine aerogeophysikalische Befliegung des Wilkes-Subglazialbeckens in der Ostantarktis (GEA VIII / AIR-WILKES). Das Becken ist mit 1400 km Länge und 200-600 km Breite das größte glaziale Entwässerungssystem der Region, über das der ostantarktische Eisschild in das Rossmeer abfließt. Mit Hilfe geophysikalischer Methoden soll der Untergrund des weitgehend unbekannten Beckens mit Hilfe von Radar, Gravimetrie und Magnetik untersucht werden. Im Zusammenhang mit dieser Befliegung wurde bereits während der Expedition XV in der Antarktissaison 2023/24 Moränenmaterial entlang von Gletschern, deren Nährgebiet im Bereich dieses Beckens liegen könnten, beprobt, um Hinweise auf die dortige Geologie unter dem Eis zu erhalten.
Bisherige Expeditionen
Die GEA-Expeditionen sind eine Reihe von kombinierten geophysikalischen und geologischen Forschungsprojekten in der Antarktis, die seit 2010 durchgeführt werden. Die erste Expedition (GEA I) konzentrierte sich auf Untersuchungen in Sør Rondane und der Schirmacher Oase, einschließlich geologischer Untersuchungen und einer aerogeophysikalischen Befliegung in Zusammenarbeit mit dem AWI. GEA II setzte diese Arbeiten fort und machte neue geophysikalische und geoloische Entdeckungen wie beispielsweise junge Gipskristalle auf einer Gletschermoräne. Die Expeditionen GEA III und IV erweiterten das geophysikalische Messnetz und identifizierten ein unbekanntes Krustenfragment, das „Tonian Oceanic Arc Super Terrane“ (TOAST). GEA V beinhaltete weitere aerogeophysikalische Messungen im zentralen Dronning Maud Land und GEA VI konzentrierte sich auf die geophysikalische Befliegung von Schelfeisgebieten und deren subglaziale Bathymetrie und Geologie.
Die GEA - Expeditionen
Weiterführende Informationen zu den vergangenen Expeditionen finden sie unter den folgenden Links:
Antarktisexpedition GEA I
Antarktisexpedition GEA II
Antarktisexpedition GEA III & IV
Antarktisexpedition GEA V
Partner
Forschungsinstitute: Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Norwegian Polar Institute, Belgian Antarctic Research Expeditions, Japanisches Polarforschungsinstitut (NIPR)
Universitäten: Universität Bergen, Universität Bremen, Universität Johannesburg, Universität Tübingen, Curtin Univ. Perth, Universität Oslo, Universität Granada, Universität Münster, Universität Frankfurt/M., TU Bergakademie Freiberg, FU Berlin