Aktive seismische Charakterisierung subglazialer Seen: numerische Modellierung, Feldvalidierung und Implikationen für die Erforschung der Antarktis

Zusammenfassung. Subglaziale Seen bieten einzigartige Gelegenheiten, um die Dynamik von Eisschilden, mikrobielles Leben und Klimaentwicklung zu untersuchen. Motiviert durch die bevorstehende seismische Vermessung des Qilin Subglacial Lake erstellt diese Studie ein repräsentatives Modell eines subglazialen Sees und erweitert es auf sechs geologische Szenarien, um deren Einfluss auf die Eigenschaften des seismischen Wellenfeldes zu analysieren, wobei das dominierende Auftreten von geführten Wellen und Mehrfachreflexionen deutlich wird. Simulierte Daten werden anschließend ausgewertet, um wesentliche Herausforderungen bei der Bildgebung zu identifizieren – insbesondere solche verursacht durch starke Mehrfachreflexionen, niedrig-geschwindigkeits Firnschichten und Quellen-Phantome – und Strategien der Verarbeitung, wie Salt Flooding, zu bewerten, die die Bildgebungsgenauigkeit verbessern und Störungen unterdrücken. Die in Polargebieten gebräuchlichen seismischen Aufnahme-Systeme werden zudem überprüft, um deren Eigenschaften und Auswirkungen auf das Studiendesign zusammenzufassen. Schließlich werden vier seismische Profile aus Lago Subglacial CECs verarbeitet, was eine starke Übereinstimmung mit den Simulationsergebnissen bezüglich wesentlicher seismischer Merkmale zeigt und somit den vorgeschlagenen theoretischen Ansatz validiert. Zusammengenommen bieten diese Arbeiten einen robusten und breit anwendbaren Rahmen zum Verständnis der seismischen Wellenpropagation in subglazialen Seen und liefern sowohl theoretische Einblicke als auch methodische Hinweise für zukünftige Untersuchungen in der Antarktis.