J端rg Alean " Michael Hambrey
Gletscher der Welt
J端rg Alean " Michael Hambrey
Gletscher der Welt
Haupt Verlag
Zu den Autoren : Dr. Jürg Alean (rechts) studierte Geografie und doktorierte an der ETH Zürich in Glaziologie. Heute unterrichtet er Geografie an einer Mittelschule im Kanton Zürich. Er verfasste bereits mehrere Bücher zum Thema Gletscher und unterhält zusammen mit Michael Hambrey die Website «Glaciers online» www.swisseduc.ch/glaciers/index-de.html Michael Hambrey studierte Geografie und Geologie an der Manchester University und doktorierte dort in Glaziologie. Nach Lehraufträgen an der ETH Zürich, in Cambridge und Liverpool wurde er als Professor für Glaziologie an die Aberystwyth University, Wales, berufen. Von Königin Elizabeth II. wurde er zweimal mit der «Polar Medal» ausgezeichnet.
Die Herausgabe dieses Buches wurde durch einen Beitrag der Schweizerischen Gesellschaft für Schnee, Eis und Permafrost (SEP) unterstützt.
Gestaltung und Satz : pooldesign.ch 1. Auflage : 2013 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie ; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http : / / dnb.dnb.de abrufbar.
ISBN 978-3-258-07803-8 Alle Rechte vorbehalten. Copyright © 2013 Haupt Bern Jede Art der Vervielfältigung ohne Genehmigung des Verlages ist unzulässig. Printed in Germany www.haupt.ch
Vorwort Mit diesem Buch möchten wir Sie, liebe Leserin, lieber Leser, mitnehmen auf eine Reise zu Gletschern in aller Welt. Die prachtvollen Eisströme der Hochgebirge haben uns seit vielen Jahren ebenso in ihren Bann gezogen wie die Eiskappen und unfassbar riesigen Eisschilde der Arktis und Antarktis. Im Jahr 2010 ist im Haupt Verlag das Buch «Gletscher der Alpen» als Vorläufer zu diesem Band erschienen. Darin werden an zahlreichen Beispielen aus dem Alpenraum grundlegende Prozesse bei der Bildung eines Gletschers, seine formende Wirkung auf die Landschaft und seine durch klimatische Veränderungen hervorgerufenen Schwankungen erklärt. Diese Vorgänge werden zwar im vorliegenden Werk im ersten Kapitel ebenfalls behandelt, allerdings in kürzerer Form, um Wiederholungen nach Möglichkeit zu vermeiden. Dennoch soll dieses Buch auch für sich allein lesbar sein. In den nachfolgenden Kapiteln bewegen wir uns durch alle Erdteile, auf denen es Gletscher gibt. Ihre riesige Anzahl und Vielfalt zwingt zur engen Auswahl. Unsere Reise beginnt in Island, wo Gletscher mit Vulkanen interagieren, und wird in Skandinavien fortgesetzt. Hier treten uns die Spuren eiszeitlicher Vergletscherungen besonders augenfällig entgegen. Danach machen wir uns auf in die Polarregionen, zunächst nach Spitzbergen, dann über Grönland in die kanadische Arktis zur Insel Axel Heiberg. Südwärts folgen wir dann den Hochgebirgen im Westen des amerikanischen Doppelkontinents, durch Alaska, den Yukon, die Andenländer bis nach Patagonien. Dem fast vollständig vereisten Kontinent Antarktika widmen wir das nächste Kapitel. Anschließend kehren wir zurück in die gemäßigte Klimazone und besuchen die gut erschlossenen Gletscher Neuseelands. Im Himalaja und Karakorum beschäftigen wir uns mit hoch gelegenen Eisströmen, von denen die einen vorstoßen, während andere durch ihren Rückgang gefährliche Gletscherseen hinterlassen. Unsere glaziologische Weltreise endet in den Alpen, wo sich der durch den Menschen verursachte Klimawandel in einem dramatischen und beschleunigten Gletscherschwund manifestiert. Zwischendurch geben kurze Berichte über persönliche Erlebnisse einen Einblick in das Leben und die Arbeit von Glaziologen im Feld. Dabei spielen auch Tiere eine wichtige Rolle. In einer Welt aus Schnee, Wasser, Eis und Fels haben sie uns durch ihre Anpassungsfähigkeit an extreme Lebensräume beeindruckt. Unsere Erklärungen sollen allgemein verständlich sein. Sie richten sich an Bergwanderer und Alpinistinnen ebenso wie an Naturliebhaberinnen ganz allgemein. Wir hoffen, dass sie auch unseren Schülerinnen und Studenten von Nutzen sein werden. Wir verzichten auf ein
Nachfolgende Doppelseite:
Glossar, weil dieses in illustrierter Form und umfassend auf der Website «Glaciers online» zur
Der riesige Kongsbreen («Königsgletscher»)
Verfügung steht, welche das Buch begleitet ( www.swisseduc.ch/glaciers ). Wir hoffen, lieber Leser, liebe Leserin, Sie mit unserer Faszination für Gletscher und ihre mannigfaltigen Erscheinungsformen anstecken und Ihnen viel Wissenswertes vermitteln zu können.
kalbt in einen tief ins Land hineingreifenden Fjord im Nordwesten Spitzbergens. Rechts hinten erheben sich die markanten Gipfel der Tre Kroner («Drei Kronen»).
INHALTSVERZEICHNIS Vorwort
1 Eisplanet Erde
5 8
4 Spitzbergen
72
Gletscher in Raum und Zeit
12
Vom weißen Rand und spitzigen Bergen
77
Wie entsteht ein Gletscher ?
14
Arktische Landschaft
80
Gewinn und Verlust – Vorstoß und Schwund
18
Gletscher und Fjorde
84
Wie fließt ein Gletscher ?
21
THEMENKASTEN : BEGEGNUNG MIT EINEM EISBÄREN
88
Nützliche, gefährliche und «neue» Gletscher
27
Gletscher im Ausnahmezustand
91
2 Island
30
5 Grönland
96
Land der Eiskappen
35
Falschmeldung zum Gletscherschwund
101
Vulkaneruptionen unter Gletschern
40
THEMENKASTEN : ZWISCHENFÄLLE MIT MOSCHUSOCHSEN
106
Subglaziale Vulkaneruption am Eyjafjallajökull
44
Europäer im «grünen Land»
110
THEMENKASTEN : TIERISCHE BEGEGNUNGEN AUF MORÄNEN
48
Sermeq Kujalleq und Sikkusak
112
Eisberge und Eisinseln
116
Der Untergang der Titanic
117
3 Skandinavien
50
Die heutigen Gletscher in Norwegen und Schweden
55
Neuzeitliche Gletscherschwankungen
57
Fjorde, Seen und Schären – die Spuren der Eiszeiten
59
Forschung seit sechzig Jahren
125
Isostasie – Senkung und Hebung des Landes
65
Crusoe Glacier – seit Jahrzehnten am Vorstoßen
126
THEMENKASTEN : EISZEIT – SPURENSUCHE IN SCHOTTLAND
68
Langzeitbeobachtungen am White Glacier
131
Eisgestaute Seen am Thompson Glacier
134
THEMENKASTEN : WINTERHARTE VIERBEINER
138
6 Axel Heiberg Island
120
7 Alaska und Yukon
140
10 Neuseeland
224
Maritime und kontinentale Gletscher
145
Vom Vorstoß zum raschen Schwund
229
Gletscher und Gebirgsbildung
150
THEMENKASTEN : LERNEN AUF DEM GLETSCHER
234
Gletscher als Förderbänder der Natur
152
Gletscher und Erdbeben
238
THEMENKASTEN : GLETSCHERFOTOGRAFIE AUS DER LUFT
156
Spuren der Eiszeit
240
Schnelle und langsame Surges
159
Gletscher unter Vulkanasche
244
8 Anden
164
Vulkan-Gletscher-Katastrophe am
11 Himalaja und Karakorum
250
Die Karakorum-Anomalie
256
Nevado del Ruiz
169
Kontroversen und Konflikte
257
Fels- und Gletschersturz am Nevado Huascarán
173
THEMENKASTEN : GLETSCHER UND GEBIRGSBILDUNG
260
Gletscher und Seen im Khumbu
262
THEMENKASTEN : ERDBEBEN UND GLETSCHERSTURZ – EIN
ERLEBNISBERICHT
174
12 Alpen
Gletscherseen und ihre Ausbrüche
179
Unterschiedlich hohe Schneegrenze
184
Seeausbrüche stimulieren die Gletscherforschung
273
Eisfelder und kalbende Gletscher
188
Große und kleine Schwankungen
278
Gletscher und Wasserkraftnutzung
280
194
Das große Schmelzen
284
Eisschilde, Schelfeise und Eisberge
199
Neue Seen – neue Gefahren
286
Transantarktisches Gebirge und Trockentäler
209
Blick in die ferne Vergangenheit
216
Ausgewählte Literatur
292
THEMENKASTEN : BESCHWERLICHER WEG ZUM SÜDPOL
220
Dank
292
Bildnachweis
293
Sachregister
294
9 Antarktis
268
1
Eisplanet Erde
Vorhergehende Doppelseite : Aus dem weitläufigen Harding Icefield auf der Seward-Halbinsel von Alaska ragen einzelne eisfreie Felsinseln, sogenannte «Nunatakker», hervor. Gegen zehn Prozent der Landoberfläche der Erde liegen unter Gletschereis.
Von der Stirn des Kongsbreen in Spitzbergen brechen immer wieder Eisberge ab und driften in den Kongsfjord hinaus. Küstenseeschwalben nutzen sie als Rastplatz.
Gletscher der Welt
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Gletscher in Raum und Zeit Rund ein Zehntel der Landoberfläche unseres Planeten ist heute eisbedeckt. Dies sind 15 Millionen Quadratkilometer oder das 1,5-Fache der Fläche Europas. Den Löwenanteil daran haben die riesigen Eisschilde in der Antarktis und in Grönland. Stark vergletschert sind auch Inselgruppen in der kanadischen Arktis, Spitzbergen und Inseln nördlich von Sibirien. Außerhalb der Die Raumsonde Galileo nahm aus
Polargebiete befinden sich die größten Gletscherflächen in Alaska und im Westen Kanadas, in
großer Entfernung dieses Bild
Island, den asiatischen Hochgebirgen sowie in Patagonien. Gletscher gibt es selbst in den
der Erde auf. Rechts erkennt man den mehrheitlich braun gefärbten Konti-
Tropen, darunter auch recht ausgedehnte in den peruanischen Anden. Winzig sind hingegen
nent Australien; links unten ist als
die Gletscher Afrikas auf dem Kilimandscharo, dem Mount Kenya und dem Ruwenzori-Massiv.
kompakte weiße Fläche der fast
Bald verschwinden werden auch diejenigen im Sudirman-Gebirge in Neuguinea.
vollständig vergletscherte Kontinent Antarktika zu sehen.
Verteilung der vergletscherten Flächen
Auch wenn es vor dem Hintergrund der derzeit weltweit steigenden Temperaturen paradox erscheint – wir leben in einer vergleichsweise kühlen Phase der Erdgeschichte. Das Klima im Mesozoikum, dem Erdmittelalter ( vor etwa 250–65 Millionen Jahren ), war nahezu 200 Millio-
auf der Erde. Außer bei Grönland und
nen Jahre lang tropisch, und zwar auch in den mittleren geografischen Breiten. Gletscher gab
der Antarktis sind die Gletscher aller-
es damals wohl nirgends. Erst im Verlauf des Neozoikums, der Erdneuzeit ( vor etwa 65 Milli-
dings zu klein, um maßstabsgetreu
onen Jahren bis heute ), setzte eine markante Abkühlung ein. Vor 34 Millionen Jahren erreich-
abgebildet zu werden. Die weißen Punkte sind lediglich Symbole für ver-
ten in der Antarktis die ersten Gletscher die Meeresküsten. Seit rund 2,5 Millionen Jahren
gletscherte Gebiete ohne Bezug zur
wechseln sich besonders kalte und etwas mildere Phasen ab. Wir nennen diese letzte Phase
Ausdehnung der jeweiligen Eisflächen.
der Erdgeschichte das Quartär oder Eiszeitalter. In dessen kältesten Phasen, den sogenannten
Eiszeiten, breiteten sich die Gletscher über weitaus größere Gebiete aus als heute und bedeck-
Von einem Schelfeis in der Antarktis
ten beinahe ein Drittel der Landoberfläche der Erde ( vgl. Kapitel 3 ).
hat sich ein Tafeleisberg gelöst und
Vor rund 20 000 Jahren erreichten die Gletscher letztmals eine sehr große Ausdehnung. Sie hinterließen Spuren auch weit ab von den Gebirgen, zum Beispiel auf den Britischen Inseln oder im Norden der Vereinigten Staaten. Die Großen Seen zwischen den USA und Kanada verdanken ihre Existenz gewaltigen Gletscherzungen, welche das Gelände vertieft und nach ihrem Rückgang Endmoränen hinterlassen hatten. Auf die Wirkung der eiszeitlichen Gletscher gehen auch die Fjordlandschaften Norwegens, Chiles und Neuseelands zurück. Auch viel früher in der Erdgeschichte gab es Eiszeiten : während des Paläozoikums, des Erdaltertums ( vor etwa 540 –251 Millionen Jahren ). Ihre Spuren finden sich unter anderem in Australien, im Südteil Indiens und sogar in der Sahara-Wüste. Diese scheinbar paradoxe geografische Verteilung wird verständlich, wenn man berücksichtigt, dass sich die Lage der Kontinente im Lauf der Zeit stark verändert hat. Regionen, die heute in den Subtropen oder Tropen liegen, befanden sich einstmals in der Nähe der Pole. Einzelne der weit zurückliegenden Vereisungen unseres Planeten könnten sogar noch erheblich stärker gewesen sein als diejenigen des aktuellen Eiszeitalters. Einige Forscher haben die kontroverse Hypothese aufgestellt, dass die Erde phasenweise fast vollständig von einem globalen Eispanzer umschlossen war. Ihrer Meinung nach gab es mindestens zwei als Snowball Earth ( Schneeball-Erde ) bezeichnete Phasen vor rund 600 bis 700 Millionen Jahren ( vgl. Kapitel 5 ).
treibt zusammen mit Meereis vor der Antarktischen Halbinsel.
Diese Erratiker bei Bremgarten im Kanton
Die enorme Ausdehnung der Vereisung
Aargau, Schweiz, wurden vom eiszeitlichen
Nordamerikas während der letzten Eiszeit
Reussgletscher vor etwa 20 000 Jahren hier
lässt sich an einem Gletscherschliff im
abgelagert.
Central Park von New York erahnen.
Wie entsteht ein Gletscher ? Ein Gletscher ist eine große Masse aus Eis, die sich in hohen Lagen vorwiegend aus Schnee bildet und unter dem Einfluss der Schwerkraft langsam zu Tal fließt. Ein Gletscher entsteht also, wenn im Gebirge Jahr für Jahr mehr Niederschlag in Form von Schnee fällt, als wegschmelzen kann. In mittleren geografischen Breiten fällt im Winterhalbjahr am meisten Schnee. Dabei können ohne Weiteres alljährlich fünf oder noch mehr Meter zusammenkommen. Davon schmilzt im nächsten Sommerhalbjahr nur ein Teil, ein Rest bleibt Ende Sommer übrig und wird dann als Firn bezeichnet. Im Firn haben sich die einstmals filigranen Schneekristalle zu kleinen, eher unförmigen Eisklümpchen verformt und sind mit den benachbarten Schneekristallen immer stärker zusammengewachsen. Firnschichten mehrerer Jahre lagern sich übereinander ab und pressen die tieferen Schichten immer stärker zusammen. Dabei vereinigen sich die weiter angewachsenen Eiskörner immer mehr. Die zunächst noch miteinander verbundenen, dazwischenliegenden Hohlräume werden voneinander abgetrennt und bilden einzelne Luftblasen. Ist dieser Zustand erreicht, hat sich Gletschereis gebildet. Die vor Jahrzehnten, Jahrhunderten oder gar Jahrtausenden im Gletschereis eingeschlossenen Luftblasen sind für die Forschung von unschätzbarem Wert. Dank ihnen kann die Gaszusammensetzung und
indirekt auch die Atmosphärentemperatur, die zu jener längst vergangenen Zeit herrschte, als die entsprechenden Firnschichten entstanden, ermittelt werden. Daten aus antarktischen und grönländischen Eisbohrkernen zeigen uns heute überdeutlich, dass sich das Erdklima als
Ein Eisstromnetz auf Ellesmere Island ist typisch für Gebirgsregionen der kanadischen Arktis. Während die Nordflanken der Berge vergletschert sind, sind die stärkerer
Folge der vom Menschen in die Atmosphäre emittierten Treibhausgase stark und schnell
Bestrahlung ausgesetzten Südhänge
erwärmt ( vgl. Kapitel 9 ).
mehrheitlich eisfrei.
Zur Bildung von Gletschereis trägt meist auch ein weiterer Prozess bei. Von der Gletscheroberfläche sickert Schmelzwasser in den Firn und gefriert dort wieder. Innerhalb der Firnschichten bilden sich dabei harte Zwischenlagen. Auf arktischen Gletschern kann dieses sogenannte superimposed ice ( ein gebräuchlicher Begriff fehlt in der deutschen Fachsprache ) sogar einen erheblichen Teil der Eisbildung ausmachen. Den gesamten Massezuwachs eines Gletschers bezeichnet man als Akkumulation, das Gebiet, in dem dies geschieht, als das Akkumulationsgebiet ( vgl. S. 18 ). Gletschereis beginnt sich unter Druck langsam zu verformen, es verhält sich also plastisch. Der kritische Druck wird ab etwa dreißig Meter Tiefe erreicht. Deshalb fließt ein Gletscher. So gelangt das Eis nach Jahren oder Jahrzehnten vom Akkumulations- ins sogenannte
Gletscher der Welt
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Ablationsgebiet. Zwar fällt auf den meisten Gletschern auch im Ablationsgebiet während des Winters Schnee. Dieser schmilzt aber im Frühjahr oder spätestens im Sommer vollständig ab, und daraufhin auch das Gletschereis. Augenfällig wird die Ablation, also die Eisschmelze, durch Gletschertische. Solche entstehen, wenn Felsblöcke auf der Gletscheroberfläche durch ihren Schatten das darunterliegende Eis vor der direkten Sonneneinstrahlung schützen. Die Grenzlinie zwischen Akkumulations- und Ablationsgebiet heißt Gleichgewichtslinie. Auf ihrer Höhe halten sich Akkumulation und Ablation die Waage. Die Höhe der Gleichgewichtslinie variiert von Jahr zu Jahr je nach Witterung erheblich. Im untersten Teil eines Gletschers, auf der Gletscherzunge, ist in der warmen Jahreszeit das Gurgeln und Rauschen der Schmelzwasserbäche allgegenwärtig. Manche Bäche können solche Ausmaße erreichen, dass sie nicht mehr gefahrlos überschritten werden können. Überwinden kann man ein solches Hindernis aber meist dadurch, dass man dem Bach gletscherabwärts folgt. Fast immer findet sich eine Stelle, an der sich der Bach tosend in eine Gletschermühle stürzt. Dies ist eine Öffnung im Eis, die bis auf das Felsbett hinunterreichen kann.
Die Pyrenäen sind ein Gebirge in der gemäßigten Klimazone mit geringer Vergletscherung. Diese Vergleichsaufnahme des AnetoMassivs zeigt, dass die kleinen Gebirgsgletscher von 1986 ( oben ) bis 2006 wesentlich kleiner geworden sind. Sie werden bald vollständig verschwinden.
Eisnadeln am Rand des Nördlichen Eisfelds auf dem
In einer Eiswand am Rand des Nördlichen
Gipfelplateau des Kilimandscharo. Alle Gletscher in
Eisfelds des Kilimandscharo erkennt man
Äquatornähe sind in den letzten Jahren massiv zurückgegangen.
Firnschichten. Sie enthalten wertvolle Informationen über die Klimageschichte der Region. Glaziologen entnehmen deshalb Eisproben.
Das Schmelzwasser folgt dem Felsbett, bis es an der Gletscherstirn, dem untersten Ende des Gletschers, wieder zum Vorschein kommt. Besonders eindrücklich sieht das aus, wenn sich dort ein gähnender Schlund auftut, das Gletschertor. Man sollte der Versuchung widerstehen, sich hier ins Gletscherinnere vorzuwagen. Zum einen könnte die Eisdecke ohne Vorwarnung einstürzen, zum anderen kann der Gletscherbach unverhofft massiv anschwellen, wenn sich unsichtbare, wassergefüllte Hohlräume, sogenannte Wassertaschen, plötzlich entleeren ( vgl. Kapitel 3 ). Nicht in allen Weltregionen gibt es klar ausgeprägte Jahresszeiten. In den Tropen, und teilweise auch den Subtropen, fehlt ein deutlicher jährlicher Temperaturgang. Dafür gibt es Monate mit mehr und solche mit weniger Niederschlag. Gletscher in äquatornahen Gebirgen haben ihren Massenzuwachs deshalb vor allem in der Regenzeit. Natürlich fallen die Niederschläge in den betreffenden Höhenlagen als Schnee. Gletscher mit kleinen Akkumulationsgebieten können nur kurze Zungen mit Eis versorgen. Man nennt sie Gebirgsgletscher ( vgl. Bilder S. 16 ). Sie sind oft wenig spektakulär, kommen aber in Hochgebirgen wie den Alpen, den Anden oder dem Himalaja zu Tausenden vor. Beginnt das Akkumulationsgebiet jedoch hoch oben und hat es eine große Fläche, kann es viel mehr Eis ins Ablationsgebiet hinunterliefern. Dann erreicht die Gletscherzunge auch tiefere Lagen. Ein solch langer, durch ein Gebirgstal abfließender Eisstrom heißt Talgletscher ( Bild S. 19 ). Noch größere, ganze Gebirgsregionen überdeckende Eismassen werden je nach ihrer topografischen Ausprägung als Eiskappen, Eisstromnetze oder Eisschilde bezeichnet.
Gletscher der Welt
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Gewinn und Verlust – Vorstoß und Schwund Akkumulation, Fließbewegung und Ablation eines Gletschers befinden sich in einer empfindlichen und komplexen Wechselbeziehung. Diese wird ihrerseits stark von klimatischen Einflüssen geprägt : Wird das Klima kühler, fällt mehr Niederschlag in Form von Schnee. Dadurch wandert die Gleichgewichtslinie weiter nach unten. Wie eine profitabel operierende Firma erwirtschaftet der Gletscher nun einen Überschuss an Eis und beginnt zu expandieren. Seine Zunge stößt, allerdings nach einer gewissen Verzögerung, vor. Bei kleinen, steilen Gletschern erfolgen Zungenvorstöße fast unmittelbar oder nach wenigen Jahren. Bei größeren und flacheren Gletschern mit Längen um zehn oder zwanzig Kilometer sind die Reaktionszeiten länger, etwa in der Größenordnung einiger Jahrzehnte. Damit ein Gletscher über die Jahre hinweg seine Größe in etwa beibehält, müsste sein Akkumulationsgebiet rund doppelt so groß sein wie das Ablationsgebiet ( vgl. Bild unten ). Abgesehen von einigen bemerkenswerten, allerdings seltenen Ausnahmen, beobachten wir heute weltweit etwas ganz anderes : Aufgrund steigender Temperaturen vergrößert sich bei der Mehrzahl der Gletscher das Ablations- auf Kosten des Akkumulationsgebietes. Die Gletscher zehren von ihren schwindenden Vorräten ; ihr Massenhaushalt ist längst aus dem Gleichgewicht geraten, denn immer mehr Niederschlag fällt in Form von Regen statt von Schnee und «nützt» ihnen nichts. Als Folge davon schwinden weltweit die meisten Gletscherzungen. Dass sie sich pro Jahr um Dutzende, manchmal sogar Hunderte von Metern
Längsschnitt durch einen Gletscher :
Akkumulationsgebiet:
Die Pfeile verdeutlichen den Fluss
Nettogewinn durch
des Eises durch das Innere des
Umwandlung
Gletschers.
von Schnee zu Eis Gleichgewichtslinie: Gewinn und Verlust halten sich die Waage
Ablationsgebiet: Nettoverlust durch Abschmelzen von Eis Felsbett
Gletscher Gletscherzunge
1
| Eisplanet Erde
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verkürzen, ist eine eindrückliche Folge steigender Temperaturen im globalen Treibhausklima. Wir verwenden im Zusammenhang mit Gletscherschwankungen übrigens bewusst nicht den irreführenden Begriff «Rückzug». Das Eis fließt ja nicht rückwärts den Berg hinauf, sondern stets talwärts. Aber es schmilzt mehr Eis ab, als von oben nachkommt. Zutreffender ist also die Bezeichnung Gletscherschwund. Geradezu dramatisch sind die Schwundraten mancher Gletscher, deren Zungen in Seen oder im Meer enden. Spektakuläre Beispiele dafür gibt es unter anderem in Alaska, Grönland und in der Antarktis. Der Rückgang innerhalb von Dekaden kann dort Dutzende von Kilometern betragen. In der Antarktis haben sich in den letzten Jahren Eismassen von der Ausdehnung ganzer Kleinstaaten abgelöst und sind davongeschwommen. Solch rasante Veränderungen werfen drängende Fragen nach der Stabilität
Gletschereis bildet sich in höheren Lagen durch jahrelang abgelagerte und verdichtete Schneeschichten,
der Eisschilde in Grönland und der Antarktis auf. Ihr Abschmelzen würde den Meeresspiegel
wie hier im Akkumulationsgebiet des
katastrophal ansteigen lassen ( siehe Kapitel 5 und 9 ).
Lacuna Glacier in der Alaska Range.
An einem kleinen Hängegletscher in der Cordillera Blanca in Peru sieht man deutlich die Firnschichtung. Anders als in den gemäßigten Breiten fallen in den Tropen die größten Schneemengen in der wärmeren Jahreszeit.
Über Steilstufen gelangt das Eis der Pasterze, des größten Gletschers Österreichs, zur tiefer gelegenen Gletscherzunge. Hier ist durch die Ablation ein Gletschertisch entstanden.
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| Eisplanet Erde
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Wie fließt ein Gletscher ? Gletscher fließen je nach Größe, Hangneigung, Art des Gletscherbetts und den Schneemengen, die im Akkumulationsgebiet fallen, höchst unterschiedlich schnell. Bei den einen bewegt sich das Eis nur ein paar Meter pro Jahr, bei anderen mehrere Kilometer. Es sind drei Vorgänge, die dabei eine Rolle spielen. Der erste ist das sogenannte basale Gleiten : Der Gletscher rutscht über seinen Untergrund. Dabei werden Sand, kleinere und größere Gesteinstrümmer zwischen Gletschereis und Felsbett eingeklemmt und darübergescheuert. Dies bewirkt die sukzessive Erosion, also eine Abtragung der Felsoberfläche. Falls der Gletscher schwindet und diese Felspartie sichtbar wird, sieht man charakteristische Gletscherschliffe oder Gletscherschrammen ( Bilder S. 24 ).
Zwei wichtige Komponenten der Gletscherbewegung sind das Gleiten über das Felsbett und die
Aus deren Orientierung lässt sich die Fließrichtung des Eises auch noch Jahrtausende nach
interne Verformung des Eises.
dem Verschwinden des Eises rekonstruieren.
Die roten Markierungen zeigen, wie
Den zweiten Beitrag zur Gletscherbewegung leistet die interne Verformung des Eises. Sie
weit sich das Eis in einer bestimmten Zeitspanne bewegt hat. Am schnells-
ist am stärksten am Gletscherrand sowie auf den untersten paar Metern, direkt über dem
ten fließt der Gletscher an der
Gletscherbett. Sie bewirkt, dass das Geschwindigkeitsprofil quer über einen Talgletscher in
Oberfläche in der Mitte.
etwa eine parabelförmige Form aufweist. Am eindrücklichsten manifestiert sich dies bei Gletschern, die sogenannte Ogiven ausbilden ( Bild S. 22 ). Dies sind Strukturen, die manchmal Felsbett
unterhalb eines Eisfalls, also einer steilen Stufe im Gletscherlängsprofil, entstehen. Weil sich pro Jahr genau eine Ogive bildet, kann der Betrag der Jahresbewegung des Eises bequem abgelesen werden. Auf ihrem Weg Richtung Gletscherstirn werden die Ogiven parabelförmig durchgebogen, weil die Bewegung in der Gletschermitte am schnellsten ist.
Gletscher
Falls sich unter dem Gletscher Lockermaterial, eine sogenannte Grundmoräne, befindet, wird dieses durch die Schubwirkung des Eises deformiert. Es wirkt wie eine Schmierschicht am Gletscherbett und ist verantwortlich für die dritte Komponente der Bewegung. Subglaziale Lockermaterialien spielen insbesondere bei denjenigen Gletschern eine entscheidende Rolle, deren Bewegung sich zu gewissen Zeiten anormal verstärkt. Solche Surge-Gletscher werden
Felsbett Grundriss
wir in den Kapiteln 4 und 7 kennenlernen. Gletscherbewegungsmessungen über kurze Zeitintervalle haben ergeben, dass die FließGletscheroberfläche
geschwindigkeit im Jahres- und selbst im Tagesverlauf variiert. Alpine Talgletscher bewegen sich im Frühjahr am schnellsten, im Sommer nimmt ihre Geschwindigkeit wieder ab und ist im Winter am kleinsten. Erklärbar wird dies durch Vorgänge, die sich im Innern des Eises und am Gletscherbett abspielen : Zu Beginn der warmen Jahreszeit setzt Ablation ein. Das dabei gebildete Schmelzwasser dringt ins Innere des Gletschers. Allerdings sind die Abflusskanäle im und unter dem Gletscher noch schlecht entwickelt, sodass sich das Wasser staut. Dadurch wird die Reibung am Felsbett reduziert, sodass sich die Eisbewegung beschleunigt. Im Verlauf des Sommers entwickelt sich das Abflusssystem weiter, wodurch das Schmelzwasser besser abfließen kann. Die Reibung am Gletscherbett nimmt wieder zu und der Gletscher fließt etwas
Felsbett Längsschnitt
Gletscher der Welt
22
langsamer. Typische Eisgeschwindigkeiten großer Talgletscher in den Alpen liegen bei fünfzig oder hundert Metern pro Jahr. In einem Eisfall können es aber durchaus auch mehr als ein Meter pro Tag sein. Ist man länger auf Gletschern unterwegs, kann man Überraschungen in Zusammenhang mit ihrer Bewegung erleben. Gelegentlich entladen sich im Eis aufgestaute Spannungen plötzlich mit lautem Knall oder dumpfem Knacken. An einem windstillen Tag kann das Geräusch selbst einen erfahrenen Glaziologen erschrecken, auch wenn das Phänomen an sich harmlos ist. Weitaus gefährlicher ist eine andere Folge der Fließbewegung : Verursacht sie Scher- oder Zugspannungen, reißen Gletscherspalten auf. Querspalten bilden sich oberhalb einer Steilstufe im Gletscherlängsprofil, weil das Eis dort in die Länge gezogen wird. Randspalten entstehen in der Nähe des linken und rechten Randes aufgrund der besonders starken Eisdeformation. Radialspalten formen sich bei einer Gletscherzunge, die sich in
Durch das Fließen des Eises gelangt der Massenüberschuss des Akkumulations- ins Ablationsgebiet. Auf dem Mer de Glace im Mont-Blanc-Massiv zeigen bänderartige Ogiven die jährliche Eisbewegung an.
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Die Bewegung des Eises hat am Rand eines kleinen Gebirgsgletschers in Peru Eiszapfen aus ihrer ursprünglich senkrechten Lage verbogen.
Beim Überfließen eines Felsbuckels öffnen sich auf diesem Gletscher in der Alaska Range zahlreiche Spalten. Manche sind durch Schneebrücken teilweise verdeckt und wären für Bergsteiger besonders gefährlich.
Nach der Eruption von 1980 entstanden im Krater des Mount St. Helens (USA) zwei neue Gletscher. Ihre beiden Zungen sind von zahlreichen Spalten durchzogen und von dunkler Vulkanasche bedeckt. Linke Seite oben: In einer Eishöhle unter dem Grossen Aletschgletscher ( Schweiz ) lässt sich das Gleiten über den Felsuntergrund studieren. Das Eis hat von rechts kommend ein Hindernis überwunden und vor dem Betrachter einen Hohlraum frei gelassen. Linke Seite unten: Ein Gletscherschliff unterhalb des Grossen Aletschgletschers ( Schweiz ) zeigt die Erosionswirkung des Eises und der darin eingeschlossenen Gesteinstrümmer. Diese haben Schrammen in der Felsoberfläche hinterlassen.
Gletscher der Welt
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Ein Schmelzwasserbach fließt auf
einem Vorland ausbreitet. Gletscherspalten können gewisse Zonen völlig unpassierbar
dem Fornogletscher ( Schweiz ) an
machen oder zumindest das Fortkommen stark behindern. Gefährlich sind sie besonders
einem Gletschertisch vorbei und stürzt tosend in eine Gletschermühle.
dann, wenn sie unter Schnee verborgen sind. Dies ist der Fall, nachdem im Winter Treibschnee über eine Spalte verfrachtet wurde. Dabei entsteht eine Schneebrücke. Auch wenn sich verborgene Spalten im besten Fall durch leichte Einsenkungen verraten, so gehört doch viel Erfahrung dazu, sie zu erahnen. Jedenfalls zwingen sie bei Gletschermärschen zur gegenseitigen Seilsicherung.
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| Eisplanet Erde
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Nützliche, gefährliche und «neue» Gletscher Gletscher sind in hohen und mittleren geografischen Breiten, vereinzelt auch in den Subtropen und Tropen, ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs. Sie haben für die Menschen vielerlei Nutzen, bergen aber auch Gefahren. Gletscher gehören zu den wertvollsten Reserven an sauberem Trinkwasser und an Bewässerungswasser für Kulturland. Ihr Schmelzwasser treibt Turbinen zur Stromproduktion an, auch bei trockener und warmer Witterung. Gletscher verleihen dem Hochgebirge den besonderen Reiz der in der Sommersonne gleißenden Gipfel ; sie sind ein fester Bestandteil der touristischen Attraktivität des Himalajas und der Anden, der neuseeländischen wie auch der europäischen Alpen. Gletscher können aber auch Tod und Verderben bringen. Eisabbrüche haben in dicht besiedelten Bergregionen ganze Dörfer und Städte ausgelöscht. Besonders weit reichen die Ver-
Durch Spalten und Gletschermühlen
wüstungen, wenn von Eis oder Moränen gestaute Seen ausbrechen. Ausbrüche von unter
gelangt das Schmelzwasser bis zu
Gletschern liegenden Vulkanen sind gefürchtet, weil sie besonders große Gletscherhochwas-
seinem Bett. Hier ergießt sich ein kleiner Wasserfall in eine Eishöhle
ser verursachen. Die Erinnerung an Gletschervorstöße, die einst Weideland oder gar Siedlun-
unter dem Grossen Aletschgletscher
gen überfuhren, lebt in Sagen und Erzählungen der Bergbevölkerung weiter. Heute sind es
in den Berner Alpen ( Schweiz ).
Aus dem Gletschertor an der Zunge des Morteratschgletschers ( Schweiz ) tritt subglazial abfließendes Schmelzwasser hervor. Mitgeführte Schwebestoffe trüben das Bachwasser und verdeutlichen die Erosionswirkung des Gletschers.
allerdings nicht bedrohliche Gletschervorstöße, die unsere Besorgnis erregen, sondern der rapide Zerfall und Schwund der Gletscherzungen, die öde Geröllwüsten und instabile Moränenwälle hinterlassen, von denen Steinschlag und Murgänge niedergehen. Vor dem Hintergrund des weltweiten Gletscherschwunds sei hier noch auf die Kuriosität der wohl jüngsten Gletscher der Welt verwiesen. Sie befinden sich im Kraterinnern des Vulkans Mount St. Helens im amerikanischen Bundesstaat Washington. Dessen Gipfel war früher 2950 Meter hoch. Beim verheerenden Ausbruch vom 18. Mai 1980 wurde die Gipfelpartie des Kegels mitsamt der ihn krönenden Gletscher pulverisiert und weggesprengt. Die Höhe beträgt seither nur noch 2549 Meter. Allerdings entstand bei der Eruption ein weiter, nach Norden hin offener Krater. Dieser liegt aber immer noch so hoch, dass in seinem Innern inzwischen wieder zwei
Die Geschwindigkeit der Eisschmelze wird am stärksten durch die Lufttemperatur und die Sonneneinstrahlung bestimmt. Deshalb ist der Wasserstand im Gletscherbach vor dem Morteratschgletscher vormittags tiefer als nachmittags.
neue Gletscher wachsen konnten. Weil von den steilen Kraterwänden viel vulkanisches Lockermaterial abrutscht, sind ihre Oberflächen allerdings dunkel und unansehnlich. So hässlich die Asche auf den Eis auch anmuten mag, so bietet sie doch – zusammen mit der Geländeexposition nach Norden – einen gewissen Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung und fördert das Gletscherwachstum ( Bild S. 25 ).
Gletscher der Welt
294
Sachregister Dieses Buch wird begleitet vom Fotoglossar auf der Website «Glaciers on line»: http://www.glaciers-online.net/glossary/index-de.html
Ablation 16
Comfortlessbreen (Spitzbergen) 93
Ablationsgebiet 16, 18
Conwaybreen (Spitzbergen) 87, 89
phreatische 45
Ablationskegel 43
Crusoe Glacier (CH) 126
phreatomagmatische 244
Adventfjorden (Spitzbergen) 81
Eruption
Eureka (CAN) 133
Agassiz, Louis 70, 275
Darwin, Charles 68
Akkumulation 15
Dauerfrostboden 83
Akkumulationsgebiet 15, 18
Disentchantment Bay (USA) 148
Felssturz 173
Albedo 103
Drifttheorie 68
Ferner (Gletscher) 273
Aletschgletscher, Grosser (CH) 24,
Druckschmelzpunkt 113
Findling 68
270–271
Eyjafjallajökull (ISL) 40, 44 ff.
Finger Lake (CAN) 122–123
Allalingletscher (CH) 273, 280
Effekt, orografischer 36
Firn 14
Aneto-Massiv (ESP) 16
Eis
Firnschichtung 20
Anthropozän 60
kaltes 83, 113, 127
Fjord 61
Ärmelkanal 62
temperiertes 83, 113
Fletschhorn (CH) 280
Armero (COL) 172
Eisberg 68, 117
Asthenosphäre 65
Tafel- 206
Fluss, verwilderter 240 Forel, François Alphonse 279
Astro Lake (CAN) 136
Eisbewegung 22
Fornogletscher (CH) 26
Austerdalsbreen (NOR) 55
Eisfall 21
Fox Glacier (NZL) 229
Eishöhle 24
Franz Josef Glacier (NZL) 229, 231–232
Baby Lake (CAN) 70
Eisinsel 116
Frostsprengung 49
Baffin Bay (GRL/CAN) 112, 117–118
Eiskappe 17, 35
Balmengletscher (CH) 280
Eisschild 17, 35
Gates Glacier (USA) 157
Baltoro-Gletscher (PAK) 256–257
Fennoskandischer 60
Geirangerfjord (NOR) 52–53, 61
Beardmore Glacier (Antarktis) 209, 219
grönländischer 103
Gígjökull (ISL) 42, 45
Bering Glacier (USA) 148
Ostantarktischer 200
Glaciar Grey (CHL) 192
Biafo-Gletscher (PAK) 256
Westantarktischer 200
Glaciar Horcones Inferior (ARG) 185
Blomstrandbreen (Spitzbergen) 87
Eisstromnetz 17, 80
Bodenhebung, isostatische 37
Eiszeit 13, 59
Glaciar Perito Moreno (ARG) 166–167, 190
Breiðamerkurjökull (ISL) 37
Kleine 36
Glacier Bay (USA) 148
Bremgarten (CH) 14
Marinoische 106
Glacier du Giétroz (CH) 273
Buckland, William 68
Eiszeitalter 12, 59
Glazial 59
Bucksin Glacier (USA) 151
Ella Ø (GRL) 98–99, 106
Gleichgewichtslinie 16, 18
Ellesmere Island (CAN) 15, 133
Gleiten, basales 21
Erosion 21
Glen 68
Campo de Hielo Norte (CHL/ARG) 188 Sur (CHL/ARG) 188, 190
Erratiker 48, 65, 68
Anhang • Sachregister
Gletscher
Ilulissat (GRL) 112
Landhebung 65, 67
Auslass- 36
-Eisfjord (GRL) 111, 114
Gebirgs- 17
Imja-Gletscher (NPL) 252–253
Lithosphäre 37, 65
galoppierender 91
Interglazial 59
Liv Glacier (Antarktis) 208
kalter 213
International Panel of Climate Change
Loch 68
kontinentaler 146
(IPCC) 257
Lofoten (NOR) 50–51, 61
maritimer 146
Ischmeer (CH) 274
Longyearbyen (Spitzbergen) 78, 81
polythermaler 83, 126
Isfjorden (Spitzbergen) 81
Tal- 17
Isostasie 65–66, 261
Gletscherbach 29
Larsen-B-Schelfeis (Antarktis) 204
Malaspina Glacier (USA) 147–148 Mars 125
Gletschereis 14
Jakobshavn Isbræ (GRL) 112
Gletscherfloh 282
Jökulhlaup 41
-gradient 146
Gletscherlauf 41
Jökulsárlón (ISL) 30–31, 39
-haushalt 18
Gletschermühle 16, 26
Jostedalsbreen (NOR) 54, 56
Mattmark (CH) 273
Gletscherschliff 21, 24, 64, 67
Massenbilanz 131
McCall Glacier (USA) 146
Gletscherschramme 21
Kahiltna Glacier (USA) 140–141, 153
McMurdo-Schelfeis (Antarktis) 202
Gletscherschwund 19
Kaiser-Franz-Joseph-Fjord (GRL) 100,
Mercanton, Paul-Louis 279
Gletscherspalte 22
104
Mesozoikum 12
Gletscherstirn 17
Kalben 87
Midtre Lovénbreen (Spitzbergen) 84
Gletschersturz 173
Kangertittivaq (GRL) 100
Milford Sound (NZL) 243
Gletschertisch 16, 20
Kar 209
Mittelatlantischer Rücken 40
Gletschertor 17, 28
Katla (ISL) 44
Møns Klingt (DNK) 66
Gletschervlies 286
Kennicott Glacier (USA) 154
Moräne 71, 152
Gletscherwind 234
Khumbu-Gletscher (NPL) 250–251,
Gletscherzunge 16
262–264
End- 57, 152 Grund- 21
Goethe, Johann Wolfgang von 287
Kilimandscharo (TZA) 17
Mittel- 152
Golfstrom 56
Kohlendioxid 202
Seiten- 152
Gornergletscher (CH) 290–291
Kongsbreen (Spitzbergen) 6–7, 10–11, 86
Stauchend- 134
Grímsvötn-Caldera (ISL) 41
Kongsfjord (Spitzbergen) 72–73, 82
Grindelwaldgletscher, Unterer (CH) 276,
Kongsvegen 72–75
285–287
Kryokonit 36
Morteratschgletscher (CH) 28, 268 –269, 288 Mount Cook (NZL) 238 Mount Everest (NPL/CHN) 261–262
Haller, Albrecht von 287
Labradorstrom 117–118
Mount St. Helens (USA) 25, 28
Hardangerjøkulen (NOR) 56
Lacuna Glacier (USA) 19
Mueller Icecap (CAN) 134
Harding Icefield (USA) 8–9, 144, 146
Laguna
Muldrow Glacier (USA) 163
Heim-Gletscher (GRL) 96–97
Cohup (PER) 179
Müller, Fritz 125
Helheim-Gletscher (GRL) 111
Llaca (PER) 181
Mýrdalsjökull (ISL) 44
Hofsjökull (ISL) 34
Parón (PER) 183
Hotspot 40
Safuna (PER) 174
Neozoikum 12
Hubbard Glacier (USA) 148
Lahar 170, 245
Nevado del Ruiz (COL) 169, 171
Hugi, Franz Joseph 275
Lake Pukaki (NZL) 242
Nevado Huascarán (PER) 164–165, 173
Laki-Spalte (ISL) 36
New York (USA) 14
295
Gletscher der Welt
296
Ngozumpa-Gletscher (NPL) 265 Nigardsbreen (NOR) 57 Nizina Glacier (USA) 142–143
Ruapehu Volcano (NZL) 224–225, 244, 248 Russel Fjord (USA) 148
Nordatlantischer Strom 56
Tasman Glacier (NZL) 226–227, 239–241 Tasman Lake (NZL) 239 Taylor Glacier (Antarktis) 213 Tephra 245
Nordsee 62
Schäre 59
Terranes 150
Northwestern Glacier (USA) 145
Schelfeis 200
Thermokarst 233
Nusfjord (NOR) 62
Larsen-B-Schelfeis (Antarktis) 204
Thompson Glacier (CAN) 134
Ny-Ålesund (Spitzbergen) 74–75,
McMurdo-Schelfeis (Antarktis) 202
Tibetplateau (CHN) 260
79–80, 82
Schneebrücke 23, 26
Tillit 106
Schneegrenze 184
Titanic 117
Oberaargletscher (CH) 281
Schwallwelle 179, 239
Tokositna Glacier (USA) 153
Oberaletschgletscher (CH) 275
Schwebestoffe 28
Torelbreen (Spitzbergen) 77
Ogiven 21–22, 32–33, 152, 157
Scoresbysund (GRL) 106
Transantarktisches Gebirge 209
Okstindan (NOR) 56
Sea Loch 68
Trapridge Glacier (CAN) 161
Öræfajökull (ISL) 32–33
See
Treibeis 48
Ossian Sarsfjellet (Spitzbergen) 87 Paläozoikum 13 Parallel Roads of Glen Roy (Schottland) 68 f
eisgestauter 135
Trockental, antarktisches 209
subglazialer 201
Trogtal 60
Zungenbecken- 58
Trolltindan (NOR) 64
Sérac 152, 273
Tsho Rolpa (NPL) 266
Sermeq Avananardleg (GRL) 112
Pasterze (AUT) 20
Sermeq Kujalleq (GRL) 112
Patagonisches Eisfeld (CHL/ARG)
Seward Icefield (CAN/USA) 148
Unteraargletscher (CH) 275
Nördliches 188
Sherman Glacier (USA) 150
Variegated Glacier (USA) 159
Südliches 188
Siachen-Gletscher (IND/PAK) 254, 256
Vatnajökull (ISL) 36
Permafrost 83
Sichelbruch 64
Venetz, Ignaz 273
Petermann Eisinsel (GRL) 116
Sikkusak (GRL) 112
Verformung, interne 21
Petermann-Gletscher (GRL) 116
Skaftafellsjökull (ISL) 35
Vernagtferner (AUT) 273
Petroglyphe 67
Skeiðarárjökull (ISL) 35, 41
Volcán Osorno (CHL) 170
Phantom Lake (CAN) 136–137
Snowball Earth 13
Piedmontgletscher (CAN) 36, 120 –121
Sognefjord (NOR) 61
Warmzeit 59
Pionierpflanze 286
Steigletscher (CH) 284
Wasseräquivalent 131
Pyrenäen 16
Strandlinie 68–70
Wassertasche 17, 58
Sublimation 209
Weisshorn (CH) 280
Quartär 12, 59
superimposed ice 15
White Glacier (CAN) 131
Querspalte 22
Surge 91, 273
Wolverine Glacier (USA) 146
-Front 93
Wostoksee (Antarktis) 201
Radialspalte 22
-Gletscher 21
Wright Lower Glacier (Antarktis) 212
Raftsund (NOR) 64
-Phase 159
Randspalte 22
Svalbard-Archipel 76
Ranrahirca (PER) 173
Svartisen (NOR) 56, 63
Reussgletscher (CH) 14
Sverdrup, Otto 125
Rhonegletscher (CH) 277, 279, 286
Svinafelljökull (ISL) 32–33
Rofener Eissee (AUT) 272–273
Yungay (PER) 173, 175 Zungenbeckensee 58