Einleitung
Im Südsommer 1999/2000 führte die Bundesanstalt
für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) unter der Leitung von Detlef Damaske
und in enger Kooperation mit dem italienischen Antarktisforschungsprogramm
PNRA (Programma Nazionale di Ricerca
in Antartide) die deutsch-italienische, geowissenschaftliche Expedition
Ganovex VIII durch. Das Zielgebiet dieser
achten Ganovex-Expedition (German Antarctic North Victoria
Expedition) war der nördlichste Teil des Nord-Victoria-Landes (NVL), sowie die Oates-
und Georg V Küste (s. Abbildung). Das NVL bildet an der pazifischen Seite
den nördlichsten Abschnitt des Transantarktischen Gebirges (TAM), welches
heute das höchste Bruchschollengebirge der Erde bildet. Die Heraushebung des
TAM vor ca. 50 Ma ist wichtig im Zusammenhang mit der beginnenden Vergletscherung
der Antarktis und damit auch mit weitreichenden klimatischen Veränderungen.
Die Expedition dauerte vom 27.11.1999 bis zum
05.03.2000 und war logistisch in zwei Fahrtabschnitte untergliedert, die sowohl
räumlich als auch teilweise personell getrennt waren. Neben der Schiffbesatzung
des eistauglichen Forschungsschiffes Polar
Duke (Norwegen) gehörten zur Expedition 34 Teilnehmer (ein Arzt, zwei
Bergführer, acht Mann Hubschrauberbesatzung, ein Logistiker und zweiundzwanzig
Wissenschaftler). Die beteiligten Wissenschaftler stammen aus folgenden
Instituten: BGR (7), Institut für Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben
(GGA, 1), "Istituto Nazionale di Geofisica" (ING Rom, 1),
Universitäten Bologna (2), Bremen (2), Dresden (1), Frankfurt (2), Genua (3),
Jena (1), Rom (1) und Siena (1).
Kenntnisstand und Forschungsziele
Ausgehend von der ursprünglichen Fragestellung
einer Gondwana Rekonstruktion zwischen der Antarktis und Australien bzw. den
Mikrokontinenten Tasmanien und Neuseeland haben sich im Laufe der 20 jährigen
Antarktisforschung der BGR neue Fragekomplexe von überregionaler Bedeutung
entwickelt. Neben der Erfassung der Geodynamik des paläozoischen Ross-Orogens
soll die Genese des kanäozoischen kontinentalen Ross-Meer-Rifts und die gleichzeitig
erfolgte Heraushebung des heutigen Transantarktischen Gebirges verstanden
werden. Nach dem bisherigen Kenntnisstand gilt es als gesichert, dass am paläopazifischen
Rand des Gondwana Kontinents (im Bereich des Ross-Orogens) Subduktion stattfand,
wobei die pazifische Platte unter den Gondwana Bereich der heutigen Antarktis
abtauchte. Dabei wurden zwei Lithosphären-Gürtel (Terranes?) angelagert, die
wahrscheinlich eher auf Akkretion als auf die Anlagerung exotischer Terranes
zurückzuführen sind, was im Rahmen der hier vorgestellten Expedition weiter
untersucht werden sollte. Der bisher weitgehend unerforschte und spärlich
aufgeschlossene Übergang vom Ross-Orogen zum Ostantarktischen Schild sollte
durch Arbeiten an der Nordküste des NVL und entlang der Oates- und Georg-V-Küste
erforscht werden. Die so erzielten Erkenntnisse sollen dann im direkten Vergleich
mit der australischen Südküste sowohl zum Verständnis der Geodynamik des alten
Ross-Orogens als auch der Entwicklung des jüngeren Ross-Meer-Rifts beitragen.
Messprogramm
(Schwerpunkt Geophysik)
Aeromagnetische Untersuchungen (BGR, Universität
Genua, ING Rom) wurden während beiden Fahrtabschnitten durchgeführt, wobei
über 26.000 Profilkilometer abgeflogen und ein Messgebiet von fast 84.000
km² erfasst werden konnte. Damit können eventuell vorhandene größere geologische
Provinzen voneinander abgegrenzt werden und insbesondere vulkanische Gesteine
unter dem Eispanzer erkannt und in ihrer Ausdehnung verfolgt werden.
Eisdicken und Erkenntnisse über das subglaziale
Relief konnten während des zweiten Fahrtabschnitts durch Radarmessungen (BGR)
bestimmt werden. Dazu wurden 14 Messflüge mit ca. 4.000 Profilkilometern im
Gebiet des Matusevich Gletschers durchgeführt. Die Eisdickenmessungen liefern
zudem Erkenntnisse darüber, ob der Untergrund aus Sedimenten oder kristallinen
Gesteinen besteht und wichtige Daten für die Interpretation der gravimetrischen
Messungen. Daneben liefern die gewonnenen Eisdickendaten einen Beitrag für
das Programm BEDMAP zur Kompilierung der verfügbaren Informationen über die
Mächtigkeit der antarktischen Eisbedeckung.
Im Rahmen gravimetrischer Untersuchungen (BGR,
Universität Genua, Universität Dresden) konnten 80 Gravimetriepunkte bestimmt
werden, welche die seit mehr als 10 Jahren im NVL gewonnen Daten ergänzen
sollen. Neben Informationen über die Krustenstruktur und Dicke der tieferen
Lithosphäre, wird von der Gravimetrie erwartet, die tektonischen Vorgänge
im Zusammenhang mit der Heraushebung des TAM plausibel zu erklären.
Die von den Universitäten Bologna und Dresden
durchgeführten geodätischen Vermessungen sind Teil des Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) - Schwerpunktes Antarctic Neotectonics (ANTEC) - mit denen neotektonische Bewegungen
des antarktischen Kontinents relativ zu den benachbarten Kontinenten, aber
auch Hebungs- und Lateral-Bewegungen tektonisch aktiver Gebiete in der Antarktis
bestimmt werden sollen.
Die an 13 Stationsorten erfolgte Erdmagnetischen
Tiefensondierung (Universität Genua) soll Aussagen über die thermischen und
rheologischen Bedingungen in der tieferen Kruste (70 - 80 km) liefern. Meist
parallel zur erdmagnetischen Tiefensondierung wurden an verschiedenen Orten
teleseismische Profile vermessen (Universität Genua und ING Rom) mit dem Ziel,
Antworten über die Struktur der Lithosphäre bis in den oberen Mantel zu erhalten.
Es wurden eine Vielzahl von Fernbeben und ein lokales Beben (vor dem Rennick
Gletscher) mit Magnitude 3 registriert, ein seltenes Ereignis in der ansonsten
seismisch ruhigen Antarktis.
Die paläomagnetischen Arbeiten (GGA) lassen
flankiert von geochronologischen Untersuchungen (BGR), wertvolle Beiträge
zur Polwanderungskurve Antarktikas - und damit Gondwanas
- während dem Paläozoikum
erwarten. So wurde z.B. innerhalb Spät-Kambrischer (ev. Ordovizischer) Sedimente
der Leap Year Group (Bowers Terrane)
eine Muldenstruktur bearbeitet, welche hoffentlich die Anwendung eines Faltentests
ermöglicht. Der sogenannte Faltentest
in der Paläomagnetik liefert Informationen über die zeitliche Abfolge des
Remanenzerwerbs und der Faltung. Aufgrund der vorherrschenden Eisbedeckung
sind die Lagerungsverhältnisse oftmals unklar, so daß dieser Test nur selten
angewendet werden kann. Neben paläozoischen Gesteinen, die Antworten zur Konsolidierung
und Driftgeschichte Gondwanas liefern sollen, wurden Ferrar Dolerite und Kirkpatrick
Basalte bearbeitet, die das Auseinanderbrechen von Gondwanaland im Jura repräsentieren.
Hierbei geht es um Fragen regionaler tektonischer Bewegungen innerhalb des
Rennickgrabens und um eine immer noch kontrovers diskutierte Kreideüberprägung
der jurassischen Ferrar Group im NVL.
Das Arbeitsprogramm der Geologie (BGR und Universitäten
Bremen, Frankfurt, Jena, Rom, Siena) das hier nicht näher beschrieben werden
soll, war im ersten Fahrtabschnitt auf Aufschlüsse im Bereich des unteren
Rennick Gletschers und im zweiten Fahrtabschnitt auf solche im Hinterland
der Oates- und Georg V Küste konzentriert. Dabei wurden Proben für geochemische,
isotopenchemische und geo-chronologische Untersuchungen entnommen und strukturgeologische
Arbeiten u.a. im Hinblick auf duktile und spröde Deformationen durchgeführt.
Daneben wurden Proben für Spaltspur-Datierungen entnommen, um die Exhumierungsgeschichte
der Arbeitsgebiete zu bestimmen.
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Expeditionsverlauf
Zur Einstimmung in die speziellen Bedingungen
der Antarktis, nahmen die deutschen Teilnehmer vom 22.11. bis 25.11.1999 an
einem Sicherheitstraining im Mount Cook
Nationalpark (Neuseeland, Südinsel) teil, das von den Neuseeländischen
Bergführern der Expedition geleitet wurde. Nachdem die Ausrüstung und die
Hubschrauber auf dem Expeditionsschiff Polar
Duke verstaut waren, verlies das Schiff am 27.11.99 zum ersten Fahrtabschnitt
den Hafen von Lyttelton (Christchurch) und nahm bei einem
Kurs von 180° Fahrt auf zur ca. 3.000 km entfernten Yule Bay im NVL. Bei rasch stärker werdenden Winden (bis 100 km/h)
erreichte das Schiff am 03.12. 60° Süd und damit das Gebiet des Antarktis-Vertrags.
Bei 63° 13´S/ 175°25´E traf das Schiff am 04.12.99 auf das Meereisfeld
vor der Küste. Die Eisbedeckung nahm rasch auf 8/10 zu und besonders im Bereich
der Balleny Inseln war das Vorwärtskommen in teilweise mehrjährigem Meereis
recht beschwerlich. So dauerte es noch bis zum 10.12.99 bis der erste Liegeplatz
des Schiffes an der Festeiskante ca. 60 km NNE von Cape Williams erreicht
war. Der Bereich zwischen den Balleny Inseln und der Küste gilt eigentlich
als nahezu unpassierbar. Umso größer war die Freude, als gut im Zeitplan liegend
der erste Ausgangspunkt der wissenschaftlichen Expedition erreicht war.
Mit Hubschrauberunterstützung errichteten die
Expeditionsteilnehmer ca. 180 km vom Schiff entfernt auf den Litell Rocks
ein Camp für 15 Expeditionsteilnehmer. Außerdem wurden einige Treibstoff-Depots
für die Feldarbeiten angelegt. Mit zwei im Camp stationierten Hubschraubern
konnte bei hervorragenden Wetterbedingen bereits am 12.12.99 das wissenschaftliche
Programm in den Bergen in Angriff genommen werden. Weitere geophysikalische
Programme (Aeromagnetik, Gravimetrie und Geodäsie) operierten mit den beiden
restlichen Hubschraubern, die auch für die Versorgung des Feldcamps eingesetzt
waren, vom Schiff aus.
Obwohl die Arbeiten von Bord der Polar Duke aus hin und wieder unter Schlechtwetterbedingungen
litten (dies konnte für erste Auswertungen genutzt werden), waren diese Programme
am 28.12.99 soweit vorangeschritten, dass das Schiff seine Position nach Westen
in die Rennick Bucht (dem bevorstehenden Ereignis entsprechend von GANOVEX
als "Millennium Bucht" bezeichnet) im Festeis vor dem Rennick Gletscher
verlagerte. Dank des andauernd schönen Wetters im Camp auf Litell Rocks gingen
dort die Arbeiten zügig voran, so dass bis zum 09.01.00 nahezu alle Programmpunkte
im Bereich des Rennick Gletschers abgearbeitet waren und das Camp vollständig
abgebaut werden konnte. Von der "Millennium-Bucht" startete die
Polar Duke am Morgen des 11.01.00
in Richtung Cape Halett (nach Osten) um sich dort am 15.01. mit dem italienischen
Forschungsschiff Italica zu treffen. Hier fand eine Ergänzung der Vorräte der Polar
Duke (insbesondere Hubschraubertreibstoff und Schiffsdiesel) und ein Personaltausch
statt. Die vom Personaltausch Betroffenen des ersten Fahrtabschnitts kehrten
über die italienische Station Terra
Nova und die amerikanische Station McMurdo
zurück nach Neuseeland.
Die Polar
Duke machte nach dem Treffen mit der Italica
zunächst einen großen Bogen nach Norden, wiederum an den Balleny Inseln vorbei
um das dichte Eis vor der Küste des NVL'es zu umfahren (die zunächst fahrbare
Polynja hatte sich geschlossen), um dann durch dichtes, mehrjähriges Treibeis
nach Südwesten in offenes Wasser vor dem Matusevich Gletscher vorzustoßen.
Am 22.01.00 machte das Schiff an der Gletscherzunge fest. Die wissenschaftlichen
Arbeiten liefen nun allesamt vom Schiff aus: Es wurde kein neues Feldcamp
errichtet. Trotz zum Teil erheblicher Wetterprobleme wurde ein Großteil der
Programme im Küstenbereich des Matusevich Gletschers erfolgreich beendet,
so dass die Polar Duke am 10.02.00 den Liegeplatz verließ
um weiter nach Westen in den Bereich des Mertz Gletschers vorzudringen. Hier
konnte unter schwierigen Eisbedingungen am 15.02.00 eine Position vor der
Zunge des Mertz Gletschers erreicht werden, von der aus die Küsteaufschlüsse
immer noch 80 km entfernt waren. Dieser Liegeplatz musste auf Grund des zum
Teil sehr schlechten Wetters (katabatische Winde!) mehrmals temporär verlassen
werden, was die wissenschaftlichen Arbeiten stark beeinträchtigte und zur
Kürzung einiger Programme führte. Wie zum Trotz zeigte sich das Wetter am
letzten Tag vor Beginn der Heimreise von seiner besten Seite, so dass vor
allem die Geologie nochmals voll auf ihre Kosten kam.
Am späten Abend des 27.02.00 verließ die Polar Duke ihren letzten Liegeplatz vor
dem Mertz Gletscher und machte sich auf den Weg zurück nach Lyttelton, wo
das Schiff nach relativ ruhiger Überfahrt am 05.03.00 festmachte. Trotz der
für Antarktis-Einsätze typischen Schwierigkeiten kann die Expedition mit der
Ausbeute an Daten und Gesteinsmaterial sehr zufrieden sein.
Erste Untersuchungen an den Proben und Auswertungen der Daten haben in den
verschiedenen Arbeitsgruppen begonnen. "Shortnotes" mit vertieftem
wissenschaftlichen Inhalt erscheinen demnächst in einem Band von "Terra
Antarctica". Des weiteren sind Informationen im Internet unter
Die hoffentlich zahlreichen neuen Erkenntnisse werden in entsprechenden nationalen
und internationalen Magazinen vorgestellt werden.