Glaziologie und Geomorphologie, Teilprojekt PROSA

Mit dem Paketantrag werden durch die Zusammenführung verschiedener Wissenschaftsdisziplinen alle Komponenten, die zur aktuellen Reliefveränderung im Gletschervorfeld beitragen, untersucht. Das Teilprojekt "Glaziologie und Geomorphology" bearbeitet den Beitrag der Gletscher zum Schwebstoff- und Geschiebetransport im Gletscherbach und Gletschervorfeld. Zentrales Thema sind die Zusammenhänge zwischen Schmelzwasserproduktion, Eisbewegung und Sedimenttransport, die jeweils untereinander in Wechselwirkung stehen. Das Teilprojekt "Glaziologie und Geomorphology" ist dadurch mit den anderen Teilprojekten integral verbunden und verfolgt mit der Untersuchung der systeminternen Rückkopplungen eigene Grundlagenforschung. Neu ist dabei die Trennung des oberflächlichen und subglazialen Schmelzens durch Ablationsmessungen an der Oberfläche und Messung der gesamten Volumenänderung durch Laserscans. Neu ist zudem die hohe zeitliche und räumliche Auflösung der Messungen, an der ca. 100 m dicken, schmalen Zunge des Gepatschferners. Neu ist schließlich der Einsatz der Vibroseismik auf einer temperierten Gletscherzunge zur Bestimmung der Eismächtigkeit und der Eigenschaften der Auflagerungsfläche.

Gletscher haben das Relief der Alpen seit Jahrtausenden geprägt. Der U-förmige Querschnitt der Gebirgstäler ist aus der Erosion durch das Eis entstanden, das von den höchsten Gipfeln bis in das Vorland auf beiden Seiten der Alpen geflossen ist. Den Gardasee, den Bodensee oder die Seen des Salzkammerguts verdanken wir dieser eiszeitlichen Erosion. Im kleineren Maßstab der Zeit seit ca. 1600 AD haben klimatisch bedingte Gletschervorstöße den Alpenrand nicht mehr erreicht, sie haben aber in Höhen über ca. 2000 m das Material, das sie an ihrem Untergrund ausgehobelt haben, als Moränen abgelagert. Deutliche Moränenwälle zeigen heute, bis wohin die Gletscher ca. 1850 reichten. Seither sind sie, mit kurzen Unterbrechungen, kleinen Vorstößen um 1920 und 1980, im großen Maßstab geschmolzen. Dieser Rückzug setzt eine andere Art der Erosion in Gang, das Ausspülen der Grundmoränen und Sedimente und das Abstürzen der Seitenmoränen, die einst vom Eis gestützt und geschützt waren und in den letzten Jahrzehnten von Schwerkraft und Wasser in Bewegung gesetzt worden sind, das Gletschervorfeld nun mit Sedimenten zudecken und als Schwebstoffe und Geschiebe im Gletscherbach langsam auch die Seen der Speicherkraftwerke füllen. Gründe für diese Massenbewegungen sind also heute das Freiwerden der Hänge vom Eis und das Ausspülen der Sedimente und Grundmoränen unter dem Eis. Zugleich kann das Schmelzwasser Kanäle und Höhlen am Gletscheruntergrund bilden, die das Eis nachstürzen lassen und damit auf der Gletscheroberfläche große Trichter und Furchen entstehen lassen. Ihre Größe hängt nicht nur vom subglazialen Wasserfluss, sondern auch von der Geschwindigkeit der Gletscherbewegung ab. Die Messung und das Verständnis der Prozesse dieser Massenbewegungen sind das Ziel des PROSA Projekts. Das Teilprojekt Glaziologie hat die Aufgabe, alle beteiligten Prozesse im Eis, auf seiner Oberfläche und an seinem Untergrund zu messen, ihren jahreszeitlichen Verlauf und ihre Abhängigkeit von Wetterextremen festzuhalten und ihre eventuelle zukünftige Entwicklung abzuschätzen. Dazu werden die Gletscher des Gebiets zweimal im Jahr vom Flugzeug aus mit Laserscans abgetastet, womit die Höhe ihrer Oberfläche zu Beginn und am Ende der Schneesaison auf Dezimeter genau gemessen wird. Radarmessungen können die Änderungen der Eisdicke überprüfen. Modernste Methoden wie die Vibroseismik können durch hochfrequente Erschütterungen des Eises verschiedene Schichtdicken im Eis und im Sediment zwischen Gletscher und Felsuntergrund feststellen. Von oben werden die Änderungen des Oberflächenreliefs, Trichterbildung und Schmelze, und die Geschwindigkeit der Eisbewegung mit zwei fix montierten Kameras verfolgt, die täglich drei Bilder aufnehmen. Diese Ergebnisse des Teilprojekts Glaziologie werden mit den Messungen des Materialtransports im Gletscherbach des TP Hydrologie und der Erosion durch Muren und Steinschlag im TP Geologie ergänzt zu einem modernen Bild der Änderungen im Gletschervorfeld als Folge des derzeitigen Gletscherrückzugs.