Späteiszeitliche Gletscher-, Permafrost- und Klimageschichte zwischen Arlberg und Silvretta - Modellierung von Gletschern, Permafrostverbreitung und Klimaschwankungen während des ausgehenden Pleistozäns.

Das Spätglazial (ca. 15.000 - 10.000 14C BP) der letzten Eiszeit war durch zahlreiche, rasch ablaufende und intensive Klimaschwankungen mit entsprechenden Folgen für die Gletscherausdehnung, die Permafrostverbreitung und die morphologische Dynamik in Hochgebirgen gekennzeichnet. Obwohl die Alpen heute zu den Hochgebirgen gehören, in denen der, von mehreren erneuten Gletschervorstößen unterbrochene, spätglaziale Eisrücken am besten erforscht ist, bestehen nach wie vor beträchtlichen Kenntnislücken über den räumlichen und zeitlichen Ablauf der einzelnen Gletscher- und klimaschwankungen. Diese Lücken betreffen vor allem den "ozeanischen" Randbereich der Alpen, der heute durch hohe Niederschläge und eine niedrige Lage der Gleichgewichtslinie ("Schneegrenze") der Gletscher gekennzeichnet ist. Das Projekt mit der Ferwallgruppe nimmt eine Schlüsselposition ("missing link") zwischen den relativ gut bekannten Zentralalpen von Westtirol und Graubünden einerseits und den viel weniger gut untersuchten nördlichen Kalkalpen andererseits ein. Von der Ferwallgruppe ausgehend kann dieser Anschluß direkt hergestellt werden, da während des älteren Spätglazials ein Eiskontakt mit der Silvretta im Süden und den Lechtaler Alpen im Norden bestand. Durch eine flächenhafte Detailkartierung der weitverbreiteten, stratigraphisch und datierungsmäßig zuordenbaren spätglazialen Moränen und Blockgletscher (Permafrosterscheinungen) und die Erstellung eines entsprechenden Geographischen Informationssystems wird die Basis gelegt, mit deren Hilfe die Gletscher-, Permafrost- und Klimaverhältnisse während verschiedener Phasen des Spätglazials mit hoher Auflösung rekonstruiert werden. Aus den Moränen können die Gletschertopographien rekonstruiert werden, auf deren Basis die ehemaligen Schneegrenzhöhen und die Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse mit verschiedenen Methoden (statistische Verfahren, glazialmeteorologische Beziehungen, Bilanzgradientenmethode) qualitativ und quantitativ abgeleitet werden können. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Verhältnissen während der weltweit bekannten Klimaschankung der "Jüngeren Dryas" (11.000-10.000 14C BP), für die eine wesentliche Informationsverdichtung gegenüber den bisherigen Kenntnissen erreichbar ist. Die absolute Datierung der Moränen und Blockgletscher soll dabei mit kosmogenen Radionukliden erfolgen, wobei bereits jetzt eine intensive Zusammenarbeit mit dem Geologischen Institut der Universität Bern und dem Institut für Teilchenphysik der ETH Zürich besteht. Die Ergebnisse der gletscher- und klimageschichtlichen Modellierung können in das gesamtalpine und weltweite Bild der spätglazialen Klimaschankungen eingebaut werden und bilden eine gute Testgröße für die Resultate von Modellen der Allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre (GCM) während des Spätglazials. Unter dem Aspekt der Klimafolgenforschung bieten Untersuchungen im alpinen Spätglazial gute Möglichkeiten, das Verhalten der physischen Umwelt in einem Hochgebirge bei raschen Klimaänderungen modellhaft zu studieren.

Das "alpine Spätglazial" (ca. 18.000 - 11.500 cal BP / Kalenderjahre vor 1950) war durch zahlreiche rasche und intensive Klima- und Gletscherschwankungen gekennzeichnet. Im Rahmen des Projektes wurde die spätglaziale und frühholozäne Vergletscherung und die Permafrostverbreitung in der Ferwallgruppe (Westrand der Zentralalpen, Tirol) detailliert erfaßt, rekonstruiert, teilweise absolut datiert und klimageschichtlich interpretiert. Das zeitliche Schwergewicht liegt auf der letzten spätglazialen Kaltphase, dem mehrphasigen "Egesenstadium" der alpinen Spätglazialgliederung ("Jüngere Dryas", 12650 - 11500 cal BP, Grönland-Stadial-1). Durch die Kartierung der Moränen und Blockgletscher wurden die Gletscherausdehnungen und die Permafrostverbreitung zu verschiedenen Zeitabschnitten erfaßt. Technisch erfolgte die Kartierung mit Stereo- Orthophotos in Verbindung mit einem digitalen Geländemodell und einem Geographischen Informationssystem. Mit den Kartierungsergebnissen und dem digitalen Geländemodell wurden ausgewählte Gletschertopographien rekonstruiert. Dafür wurde ein computergestütztes Rekonstruktionsmodell entwickelt, das auf einfachen eisphysikalischen Zusammenhängen und der ARC/Info Software aufbaut. Von den Gletscherkarten wurde die Höhe der Gleichgewichtslinie als eine wichtige klimageschichtliche Quelle abgeleitet und ihre räumliche Verteilung während verschiedener Phasen der Jüngeren Dryas flächenhaft erfaßt. An ausgewählten Stellen wurden die Moränen mit der Methode der Oberflächenexpositionsdatierung mit terrestrischen kosmogenen Radionukliden ( 10Be, 26Al) datiert. Bei dieser relativ neuen Datierungsmethode, durch die man Mindestalter für die Stabilisierung von Moränen erhält, arbeiten wir eng mit dem Institut für Teilchenphysik der ETH Zürich und dem Geologischen Institut der Universität Bern zusammen. Die notwendigen Quarzproben wurden auf den Moränen des Egesenmaximalstandes bei der Konstanzer Hütte im Schönferwalltal, den Moränen des frühholozänen Kartellstandes im Moostal und den vermutlich ebenfalls frühholozänen Moränen des Kromerstandes in der unmittelbar benachbarten Silvrettagruppe entnommen. Die bisher erhaltenen 10 Daten entsprechen den Annahmen über das Alter der Moränen. Die klimageschichtliche Interpretation geht davon aus, daß bei einer bekannten Änderung der Sommertemperatur (Waldgrenzänderung) die Änderung in der Höhe der Gleichgewichtslinie ein Maß für die Niederschlagsänderung zur Zeit des Gletschervorstoßes ist. Am Beispiel des Untersuchungsgebietes können wir zeigen, daß die Niederschläge am Anfang der Jüngeren Dryas im Westen höher waren als heute, während sie nach Süden und Osten deutlich geringer wurden. Das spricht für ein atmosphärisches Zirkulationsmuster, das bei allgemein kalten Verhältnissen von einer betonten West- bis Nordwestströmung gekennzeichnet war. Im Laufe der Jüngeren Dryas wurden die Klimaverhältnisse bei niedrigen Temperaturen zunehmend trockener. Diese Ergebnisse passen gut zu denen der Klimamodellierung für die Jüngere Dryas in Europa.