EUROCORES_TOPOEUROPE_SedyMONT

Within the ESF-Eurocores programme TOPO-EUROPE ("4-D Topography Evolution in Europe: Uplift, Subsidence and Sea level Change") the CRP (collaborative research project) SedyMONT ("Timescales of sediment dynamics, climate and topographic change in mountain landscapes") encompasses six IPs (individual projects) and two APs (associated projects). The CRP analyses timescales and mechanisms of sediment production and transfer and identifies their effects in selected European mountain landscapes. In this context, the project (IP 02) will establish a sediment budget for the Pasterze forefield in the Austrian Alps, where sediment discharge and landscape development is controlled by changing glacial and permafrost conditions in recent times. Sediment budgets commonly identify, differentiate and quantify sediment transfer processes and storages and clarify to what extent these components are coupled to each other. As retreating Alpine glaciers expose landscapes with unconsolidated and potentially unstable landforms (e.g. moraine slopes), glacier forefields react very sensitive to changing climatic conditions with rapid topographic modification. Therefore, sediment budget studies on relative short time scales within glacier forefield landsystems are of specific scientific interest. The study area is located near Austria`s highest peak (Großglockner 3.798m) within the High Tauern range. Due to the withdrawal of the Pasterze glacier, a natural sediment sink has developed in the proglacial area since the late 1950s, taken over by a (Sander) lake and infilled by glacifluvial sedimentation. First geophysical findings indicate sediment thicknesses of about 12 to 30 m. The main objectives of the project are to establish a highly resoluted and spatio-temporal differentiated sediment budget for this proglacial area and to develop future sedimentation scenarios with regard to an improved water management for the Margaritze reservoir just below the Sander. This implies the identification, spatial distribution and quantification of various sediment storage types and dominant processes controlling sediment input, transfer and output. Therefore, variations of glacial and glacifluvial sediment load (bed-, suspended- and solute load) with respect to runoff are of major importance. A methodological focus is on evaluating suitable combinations of geophysical techniques in terms of resolution, internal structure, and depth to bedrock for different substrata (fine and water saturated sediments in the Sandur Lake and blocky material within the talus slopes). Structured in several working packages, the applied methods and techniques range from orthophoto-interpretation, detailed geomorphologic field-mapping, geophysical prospecting, discharge monitoring, repeated laser scanning, GIS analyses and a final WebGIS implementation. The project will be characterised by both, an intensive cooperation within the CRP (e.g. meetings, workshops) and an exchange with national and international colleagues outside the programme. Due to the intensive fieldwork, the realisation of the project demands one PhD-position and a project accompanying reimbursement of work on an hourly basis promoting young researchers to a high international scientific level (doctoral and diploma theses).

Die Veränderung der Erdoberfläche als Folge des Klimawandels ist bisher kaum untersucht. Das Bündelforschungsprojekt SedyMONT (Timescales of Sediment Dynamics, Climate and Topographic Change in Mountain Landscapes; ESF EUROCORES TOPO-EUROPE Programm) hat dieses Forschungsdefizit aufgegriffen und untersucht, wie und im welchem Ausmaß Erdoberflächenprozesse auf den Klimawandel reagieren respektive sich bereits angepasst haben. Das erfordert die Identifizierung und Quantifizierung der Sedimentquellen und -senken sowie der am Sedimenttransfer beteiligten Prozesse und Prozessraten. Das hier skizzierte Teilprojekt der Universität Salzburg bilanzierte den Sedimenthaushalt dreier Gletschervorfelder in den Österreichischen Alpen (Pasterze, Obersulzbachkees und Ödenwinkelkees), um die Veränderung und räumlich-zeitliche Variabilität der proglazialen Sedimentationsdynamik zu erfassen. Gletschervorfelder zählen zu den dynamischsten Gebieten der Erde und sind besonders lohnende Arbeitsgebiete, um die Auswirkungen sich verändernder Klimabedingungen auf die natürlichen als auch auf die anthropogenen Systeme erfassen zu können (z.B. zunehmende Verfüllungsraten in alpinen Wasserkraftwerken). Es konnte gezeigt werden, dass die räumliche und zeitliche Intensität der geomorphologischen Aktivität der Rückverlagerung der Eisrandlage folgt, mit zunehmender Entfernung zum Gletscher abnimmt und sich auf tributäre Hanggerinne und den glazifluvialen Prozessbereich beschränkt. Der Sedimentaustrag wird durch die Sedimentanlieferung sowie die Transportkapazität des Schmelzwassergerinnes determiniert und somit durch den Grad der Prozess und Subsystem-Kopplung sowie durch die Reliefstruktur des eisfrei gewordenen Talbodens reguliert. Das Abschmelzen der Gletscher verändert deutlich die Oberflächentopographie ehemals eisbedeckten Geländes. In zwei der untersuchten Gletschervorfelder sind proglazialen Seen in natürlichen Felsbecken entstanden, die zur Entkopplung großer Einzugsgebietsareale führen und den Sediment-austrag signifikant reduzieren (bis zu 90%). Gegenwärtig werden als Folge zunehmender Gletscherschmelze und erhöhter Abflüsse ansteigende Sedimentausträge aus Gletscher-vorfeldern prognostiziert. Jedoch wird in Zukunft auch vermehrt mit der Bildung proglazialer Seen zu rechnen sein, da viele Gletscherzungen gegenwärtig in übertiefte Konfluenz-bereiche abschmelzen und damit die topographischen Voraussetzungen für die Genese proglazialer Seen schaffen. Nach unserer Ansicht werden Szenarien zukünftiger Sedimentausträge aus Gletschervorfeldern in hohem Maße von der Bildung proglazialer Seen abhängen.