Blockgletscher

Blockgletscher am Bettmerhorn

Blockgletscher sind Schutt-Eis-Gemenge, die sich im aktiven Zustand langsam tal- oder hangabwärts bewegen.

Sie bestehen aus gefrorenem Lockermaterial, wie Hangschutt oder Moräne. Da das Gestein-Eis-Gemisch unter dem oberflächlichen Schutt der Auftauschicht verborgen ist, sind Blockgletscher für Laien oft nur schwer erkennbar. Sie gelten als typisches Landschaftselement des alpinen Permafrosts (Dauerfrost) und kommen in vielen Hochgebirgsregionen der Erde vor. Optimale Bildungsbedingungen für Blockgletscher herrschen in Gebirgen und Gebirgsbereichen unter winterlich kontinental geprägten Klimaten. Eine nicht vorhandene beziehungsweise nur geringe Schneedeckenmächtigkeit und langanhaltende Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt führen hier zu intensiver tiefreichender Abkühlung und Gefrieren des Substrates. Hat sich erst zu Beginn der Ablationsphase im Frühjahr eine ausreichend mächtige Schneedecke > 80 cm ausgebildet, wirkt diese konservierend auf den gefrorenen Boden. Blockgletscher finden sich daher in den Alpen vor allem in den inneralpinen Trockentälern des Engadin (z. B. Blockgletscher Murtél) und der Ostalpen (z. B. Blockgletscher Ölgrube im Kaunertal; Schobergruppe). Weitaus größere Blockgletscher finden sich im kontinental geprägten Tien-Shan-Gebirge (Kasachstan/Kirgisistan). Die geomorphologische Untergrenze der Blockgletscher wird im Allgemeinen als die Untergrenze der Zone des diskontinuierlichen Permafrostes angesehen. Eine Ausnahme sind sehr schnell fließende Blockgletscher, die bis in die montane Höhenstufe vordringen können.

Blockgletscher ‘Gorodetsky’ im nördlichen Tien Shan (August 2005), Blockgletscher-Untergrenze bei ca. 3150 m, Koordinaten: 42.997°N, 77.032°E

Sehr schnell fließender Blockgletscher ‘Ordshonikidze’ im nördlichen Tien Shan (August 2006) dringt bis in die montane Höhenstufe vor. Koordinaten: 43.069°N, 77.161°E

Blockgletschertypen

Blockgletscherzunge am Hangerer im Ötztal, Österreich

Im Gegensatz zu Gletschern im eigentlichen Sinne sind Blockgletscher keine oberflächlichen Eiskörper. Nach der Bildung unterscheidet man zwei Typen:

• Blockgletscher gelten als typische Erscheinungen des alpinen bzw. Hochgebirgs-Permafrostes, in dem Erosionsschutt mit gefrorenem Bodenwasser verklebt ist, also eine Form des Bodeneises
• Sie können aber auch aus zurückschmelzenden, schuttbedeckten Kargletschern entstehen, in denen der Gesteinsanteil Überhand nimmt

Je nach Aktivitätsgrad unterscheidet man drei Blockgletschertypen:

• Aktive Blockgletscher sind Massenbewegungen, die wie reine Eisgletscher lavastrom- oder murartig kriechen bis fließen. Sie bewegen sich typischerweise mit 0,10 bis 1 m/Jahr.
• Inaktive Blockgletscher bewegen sich nicht mehr, enthalten aber immer noch gefrorenes Material. Man spricht von klimatischer Inaktivierung, wenn sich der Blockgletscher in Nicht-Permafrostgebiete bewegt hat oder wenn das Eis beispielsweise durch eine Klimaerwärmung ausgeschmolzen ist. Dynamische Inaktivität tritt auf, wenn der Blockgletscher sich zu weit von seinem Schutthang entfernt hat, so dass er von seiner Schutt- und Eiszufuhr abgeschnitten ist.
• Fossile Blockgletscher sind eisfreie Schuttablagerungen, da das Eis durch einen längeren Aufenthalt in Nicht-Permafrostgebieten ausgeschmolzen ist. Mit dem Schmelzwasser wurden die feinkörnigen Schluff- und Tonfraktionen ausgeschwemmt, die mit dem Eis zusammen den Eiszement bildeten, der mit für das Fließen bzw. Gleiten des Blockgletschers verantwortlich ist. Ein fossiler Blockgletscher kann dadurch auch bei Absenkung der Permafrostgrenze, der Permafrostdepression (PFD), nicht mehr aktiv werden.

Neuerdings werden in der Literatur anhand der geologischen Eigenschaften des Materials eines Blockgletschers zwei Typen unterschieden:

• Kieselige Blockgletscher (Pebbly Rock Glacier): Sie bestehen aus in der Regel 15–20 cm großem Geröllmaterial (pebble ‚Kies‘) und sind mit weniger als 200 Metern Länge zumeist kürzer als felsige Blockgletscher. Sie werden genährt von einer zumeist weniger als 50 Meter hohen Felswand aus weniger resistentem Gestein.
• Felsige Blockgletscher (Bouldery Rock Glacier): Sie bestehen aus größerem Schuttmaterial (boulder ‚Felsblock‘), das sie aus einer höheren, zumeist über 100 Meter hohen Felswand aus resistenterem Gestein beziehen. Sie sind regelmäßig über 200 m lang und bilden im Unterschied zu den kieseligen Blockgletschern eine steilere Frontalstirn und eine wulstige Oberfläche aus.

Aufbau und Fließen von Blockgletschern

Natürlicher Aufschluss am Manschuk-Mametowa-Blockgletscher im nördlichen Tien Shan, Kasachstan im August 2010 (43.0774°N; 77.093°E, Höhe: 3450 m). Unter einer 1,5 m mächtigen Auftauschicht befindet sich das Schutt-Eis-Gemisch

Blockgletscher zeigen – unabhängig vom Aktivitätsgrad – ähnliche Geomorphologie wie andere Gletscher, sie können als Bodeneiskörper verschiedener Größe großflächige Plateaus bilden, ins Gelände eingebettete Eislinsen, bis hin zu lappen- bis zungenförmigen Eiskörpern an Hängen und in Tälern, die sich deutlich von ihrer Umgebung abheben (zungenförmig: Länge > Breite, lobenförmig: Länge < Breite) sowie komplexe Formen. Letztere liegen vor beim Zusammenfluss mehrerer Blockgletscher zu einer einzigen Zunge, beim Aufspalten eines Blockgletschers in mehrere Zungen, bei Gesteinsmaterial aus unterschiedlichen Zeiten sowie bei verschiedenen Gesteinsquellen. Sie sind typischerweise einige hundert Meter lang, und 100–200 Meter breit, erreichen aber auch Längen von mehreren Kilometern. Ihre Mächtigkeit liegt üblicherweise im Bereich von 30–50 Metern.

Meist handelt es sich um eine Mischung von Schutt und Eis mit einem volumetrischen Eisgehalt von durchschnittlich 40–70 %, die hang- bzw. talabwärts fließt – allerdings langsamer als ein Gletscher im eigentlichen Sinne. Dabei bilden sich die für aktive Blockgletscher charakteristische Frontalstirn und oberflächliche Wülste. Die Stirn ist eine typisch steile Böschung aus ungefrorener Schuttlage mit einem Böschungswinkel von ca. 40°.

Inaktive Blockgletscher weisen eine generell flachere Frontalstirn sowie einen weicheren Übergang zwischen Stirn und Oberseite auf. Durch die fehlende Bewegung kann sich Vegetation bis zur Größe von Sträuchern und sogar kleineren Bäumen auf ihnen niederlassen. Reliktformen sind wegen des in diesem Status vollständig ausgeschmolzenen Eises durch irreguläre Strukturen sowie durch eine kollabierte Oberseite geprägt.

Viele Blockgletscher haben ein beachtliches Alter. Die Felsblöcke der oberflächennahen Schichten wirken als Isolierung und schützen das Eis vor dem Abschmelzen.

Forschungsgeschichte und Untersuchung

Die genaue Dynamik von alpinen Blockgletschern wurde erstmals in den 1970er Jahren näher erforscht. Die zugehörigen Untersuchungen initiierte Professor Adrian Scheidegger, der bis etwa 1995 Ordinarius für Geophysik an der TU Wien war. Der deutsche Geomorphologe Professor Dietrich Barsch sowie der Schweizer Kryosphärenforscher Professor Wilfried Haeberli entscheidend zum wissenschaftlichen Kenntnisstand über Blockgletscher beigetragen.

Eigentlich sind sie nicht Gegenstand der Glaziologie oder Hydrologie, sondern der Geomorphologie und der Hydrogeologie. Im Gegensatz zu Gletschern im eigentlichen Sinne bilden sie sich im Untergrund, während letztere durch die Ansammlung von Schnee auf der Oberfläche entstehen.

Die Blockgletscher haben das Interesse der Wissenschaft erst relativ spät erregt, im Wesentlichen aus vier Gründen:

• Ihre Bedeutung als Wasser-Ressourcen – vor allem in trockenen (semiariden) Gebieten wie den chilenischen Anden, wo Bergseen und Gletscher kaum größere Wassermengen speichern. Gleichzeitig sind sie dort (wegen des Klimas und der speziellen Gesteins-Erosion) sehr häufig und stellen nach den (Eis)-Gletschern die zweitwichtigsten Wasservorräte dar.

• Umgekehrt leisten sie auch eine bisher nicht berücksichtigen Beitrag zu sommerlichen Schmelzwasserschüttung in Gebirgsregionen, und sind darum als hydrologischer Faktor in Hochwassermodellierungen zu berücksichtigen.

• Sie sind Klimaindikatoren. Die untersten Vorkommen aktiver Blockgletscher entsprechen der Untergrenze des Permafrosts im Hochgebirge, die etwa bei der −1-°C-Isotherme liegt. Daher sind sie Indikatoren der heutigen Temperaturverhältnisse. Fossile Blockgletscher, die (fast) kein Eis mehr enthalten, sind Anzeiger für tiefere Lagen des Permafrostes und daher von klimatisch kälteren Phasen (vergl. die Kleine Eiszeit in Europa um 1850).

• Sie können die hochalpinen Böden stabilisieren. Als Erscheinungen des Dauerfrostbodens ersetzen sie in Trockengebieten die Wirkung der Vegetation – die es zum Beispiel bei Santiago de Chile nur bis 3000 Metern Höhe gibt. In den Anden sind die Blockgletscher oft die einzigen Faktoren, die den Schutthängen zu gewisser Festigkeit verhelfen. Ohne Permafrost würden die Böden schneller abgleiten, und es könnten verheerende Prozesse wie Muren und großflächige Rutschungen auftreten und zahlreiche hochgelegene Siedlungen bedrohen.

Die Dynamik der Bewegung ist eine interessante Herausforderung für mehrere geowissenschaftliche Disziplinen wie Bodenmechanik beziehungsweise Pedologie, Geodäsie, Geologie, Geophysik, Hydrologie und Geotechnik, und ihrer Modellierung für die geowissenschaftliche Informatik. Sie kann de facto nur in interdisziplinärer Kooperation erfolgreich sein.

Literatur

Allgemein:

• D. Barsch: Blockgletscher-Studien, Zusammenfassung und offene Probleme. In: H. Poser, E. Schunke (Hrsg.): Mesoformen des Reliefs im heutigen Periglazialraum. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1983, S. 133–150.
• D. Barsch: Rockglaciers. Springer, Berlin 1996.
• D. Barsch: Aktive Blockgletscher. Bewegung und Prozessverständnis. In: Jahrbuch der geographischen Gesellschaft Bern. Band 59. 1996. S. 263–270.
• K.C. Burger, J.J. Degenhardt, J.R. Giardino: Engineering geomorphology of rock glaciers. In: Geomorphology. Nr. 31, 1999 S. 93–132.
• W. Haeberli, B. Hallet, L. Arenson, R. Elconin, O. Humlum, A. Kääb, V. Kaufmann, B. Ladanyi, N. Matsuoka, S. Springman, D. Vonder Mühll: Permafrost creep and rock glacier dynamics. In: Permafrost and Periglacial Processes. Nr. 17, 2006 S. 189–214.
• P. Höllermann: Blockgletscherstudien in europäischen und nordamerikanischen Gebirgen. In: H. Poser, E. Schunke (Hrsg.): Mesoformen des Reliefs im heutigen Periglazialraum. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1983, S. 116–119.
• M. Kuhle: Glazialgeomorphologie. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1991, S. 81–84.
• F. Wilhelm: Schnee- und Gletscherkunde. De Gruyter, Berlin/New York 1975, S. 153–156.
• O. R. Weise: Das Periglazial. Geomorphologie und Klima in gletscherfreien, kalten Regionen. Borntraeger, Berlin/Stuttgart 1983.

Diskurs:

• P. Höllermann: Probleme der Blockgletscherforschung. Referat der Diskussionsbeiträge. In: H. Poser, E. Schunke (Hrsg.): Mesoformen des Reliefs im heutigen Periglazialraum. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1983, S. 151–159.
• Atsushi Ikeda, Norikazu Matsuoka: Pebbly versus bouldery rock glaciers: Morphology, structure and processes. In: Geomorphology 73, 2006, S. 279–296.
• W. Klaer: Die Blockgletscherfrage, ein terminologisches Problem? In: H. Poser, E. Schunke (Hrsg.): Mesoformen des Reliefs im heutigen Periglazialraum. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1983, S. 120–132.

Spezielle und regionale Thematiken:

• D. Barsch: Studien und Messungen an Blockgletschern in Macun, Unterengadin. In: Zeitschrift für Geomorphologie. Supplementband 8, 1969, S. 11–13.
• D. Barsch: Ein Permafrostprofil aus Graubünden, Schweizer Alpen. In: Zeitschrift für Geomorphologie. Neue Folge Band 21. 1977, S. 79–86.
• D. Barsch, W. Zwick: Die Bewegungen des Blockgletschers Macun I von 1965 - 1988 (Unterengadin, Graubünden, Schweiz). In: Zeitschrift für Geomorphologie. Neue Folge Band 35, 1991, S. 1–14.
• D. Barsch: Die Beziehung der Schneegrenze und der Untergrenze der aktiven Blockgletscher. In: C. Jentsch, H. Liedtke: Höhengrenzen in Hochgebirgen. Arbeiten aus dem geographischen Institut der Universität des Saarlandes 29, 1992, S. 119–133.
• S.R.Jr. Capps: Rock Glaciers in Alaska. In: J. Geol. 18, 1910, S. 359–375.
• G. Chesi, S. Geissler, K. Krainer, W. Mostler, T. Weinhold: 5 Jahre Bewegungsmessungen am aktiven Blockgletscher Inneres Reichenkar (westliche Stubaier Alpen) mit der GPS-Methode. In: G. Chesi, T. Weinhold (Hrsg.): 12. Internationale Geodätische Woche Obergurgl 2003. Wichmann, Heidelberg, S. 201–205.
• H. Hausmann, K. Krainer, E. Brückl, W. Mostler: Internal structure and ice content of Reichenkar rock glacier (Stubai Alps, Austria). Assessed by geophysical investigations. In: Permafrost and Periglacial Processes. 18, Nr. 4, 2007-10 ISSN 1099-1530, S. 351–367, doi:10.1002/ppp.601.
• Aldar P. Gorbunov, Sergei N. Titkov, Victor G. Polyakov: Dynamics of rock glaciers of the Northern Tien Shan and the Djungar Ala Tau, Kazakhstan. In: Permafrost and Periglacial Processes. 3, Nr. 1, 1992 ISSN 1099-1530, S. 29–39, doi:10.1002/ppp.3430030105.

Weblinks

 Commons: Blockgletscher – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Luftaufnahme eines Blockgletschers mit wulstiger Oberfläche (Macun, Unterengadin, Schweiz)