Anisotropes Streuen in der Radio-Echo-Sondierung: Einblicke aus Nordostgrönland

Zusammenfassung. Anisotropes Streuen und durch Birefringenz induzierte Leistungsverlust sind zwei unterschiedliche Mechanismen, die die azimuthale Leistungsreaktion in der Radio-Echo-Sondierung (RES) von Gletschern beeinflussen. Während die Birefringenz direkt mit dem Kristallorientierungsgefüge (COF) verbunden ist, kann anisotropes Streuen prinzipiell verschiedene Ursprünge haben. Obwohl beide Mechanismen separat auftreten können, wirken sie oft gemeinsam, was die Bemühungen erschwert, die COF-Stärke und -Orientierung aus RES-Signalen abzuleiten. In dieser Studie bewerten wir die relative Bedeutung von anisotropem Streuen und Birefringenz mithilfe von quad-polarisierten bodengestützten RES-Messungen, die im Nordostgrönland-Gletscherstrom (NEGIS) gesammelt wurden. Wir verwenden Kurvenanpassungstechniken, um die synthetisierte volle azimuthale Reaktion zu analysieren, was Einblicke in die Dominanz und Orientierung der beiden verschiedenen Mechanismen in verschiedenen Tiefen zwischen 630 m und 2500 m liefert. Wir stellen fest, dass anisotropes Streuen in den meisten Tiefen über 1000 m klar das Radarsignal dominiert, während Birefringenzeffekte nur in flacheren Tiefen und in der Nähe der Schergrenzen des Gletscherstroms von Bedeutung sind. Darüber hinaus stellen wir fest, dass der ko-polarisierte Leistungsunterschied der Gletscherstratifizierung folgt, mit einem bemerkenswerten Übergang in der Stärke und/oder Richtung am Wisconsin-Holozän-Übergang und in gefalteten Eisschichten außerhalb des Gletscherstroms, was möglicherweise auf eine umgekehrte Stratigraphie in diesen gefalteten Einheiten hinweist. Wir kommen zu dem Schluss, dass kleinräumige Fluktuationen in den horizontalen COF-Eigenwerten der wahrscheinlichste Mechanismus sind, der für das in unserem Untersuchungsgebiet beobachtete anisotrope Streuen verantwortlich ist. Die Kartierung der Stärke und Orientierung des Streuens in quad-polarisierten Messungen hat somit das Potenzial, unabhängige Schätzungen der COF-Orientierung zu liefern und Eiseinheiten mit unterschiedlichen Streueigenschaften, z.B. aus verschiedenen klimatischen Perioden, zu unterscheiden.