Installiere die Dokumente-Online App

word image
Seminararbeit / Hausarbeit

Blockgle­tscher Verbreit­ung Kinemati­k und Genese

4.094 Wörter / ~19 Seiten sternsternsternsternstern Autor Adam M. im Nov. 2009
<
>
Download
Dokumenttyp

Seminararbeit
Geowissenschaften

Universität, Schule

Karl-Franzens-Universität Graz - KFU

Note, Lehrer, Jahr

2009, Prof. Sass

Autor / Copyright
Adam M. ©
Metadaten
Preis 4.00
Format: pdf
Größe: 1.88 Mb
Ohne Kopierschutz
Bewertung
sternsternsternsternstern
ID# 863







Verbreitung, Genese und Kinematik
von Blockgletscher

Seminararbeit zum Praktikum
Massenbewegungen und Sedimentbilanzen
Vortragender Prof. O. Sass, WS 2009

Erstellt von
0512207


Institut für Geographie und Raumforschung
Karl Franzens Universität Graz

Inhalt

1.Definition des Begriffes Blockgletscher3

2.Aktive, inaktive, intakte und fossile Blockgletscher4

3.Verbreitungsgebiete von Blockgletschern5

3.1.Generelles Verbreitungsschema5

3.2.Weltweite Verbreitung von Blockgletschern6

3.3.Verbreitung in den Alpen, insbesondere den Ostalpen8

4.Genese von Blockgletschern9

4.1.Aus Hangschutt ernährte Blockgletscher (talus rockglaciers)10

4.2.Aus Gletschermaterial gebildete Blockgletscher (debris rockglaciers)11

4.3.Spezielle Blockgletscher12

5.Kinematik von Blockgletschern12

5.1.Horizontalbewegung12

5.2.Vertikalveränderungen13

5.3.Frontale Ausdehnung13

5.4.Räumliche Verteilung der Bewegungsgeschwindigkeiten13

6.Masse und interne Struktur14

6.1.Dicke von Blockgletschern14

6.2.Interne Struktur von Blockgletschern15

6.3.Bewegte Masse und Beitrag zur Morphodynamik16

7.Literatur19

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1.Verteilung von Blockgletschern in der Schobergruppe, Österreich6

Abb. 2.Potentielle Blockgletschergebiete7

Abb. 3.Blockgletscherinventar in den östlichen Ostalpen8

Abb. 4.Modell eines aus Hangschutt entstandenen Blockgletschers10

Abb. 5.Modell eines aus Gletschermaterial gebildeten Blockgletschers 11

Abb. 6.Durchschnittliche horizontale Bewegungsraten eines Blockgletschers14

Abb. 7.Querschnitt durch VERSCHIEDENE BlockgletscherTYPEN15

Abb. 8.Querschnitt durch einen Hangschutt-Blockgletscher17

Abb. 9.Querschnitt durch einen aus Gletschermaterial entstandenen Blockgletscher18


1.    Definition des Begriffes Blockgletscher

Aktive Blockgletscher, also rezent existierende, sind eine faszinierende Form der alpinen montanen Umwelt. Sie zeigen alpine Permafrostgürtel an (Indikatoren), und beinhalten viele geodynamische und geologische Informationen (Barsch 1996, S 4). Vom Laien werden Blockgletscher oft einfach als Gletscher angesehen welche mit Schutt bedeckt sind, daher ist eine genaue Definition unumgänglich.

Auf in der Wissenschaft herrschte für viele Jahre Unklarheit, je nach Forschungsschwerpunkt wurden verschiedene Gesichtspunkte in den Vordergrund gerückt. Als Beispiel sei hier ein veralteter Ansatz aus dem Jahr 1968 angeführt, welcher den Begriff nur unzureichend aufklären kann.

Eine unzureichende Definition

Blockgletscher sind grobblockige, meist zungenförmige Schuttkörper, deren Oberfläche durch parallel oder konzentrisch angeordnete Wülste eine Fluidalstruktur erhält und so den Eindruck einer erstarrten Gletscherzunge aus Blockschutt vermittel. (Schweizer 1968, S 99)

Eine eindeutige Definition des Terms Blockgletscher muss jedoch folgendes beinhalten nach (Barsch 1988):

·        Prozess

·        Material

·        Form

Aktive Blockgletscher sind lobenförmige oder zungenfömige Körper, aus permanent gefrorenem Lockergestein, übersättigt mit Eislinsen und Eis in den Zwischenräume, welche sich fließend Hang- oder Talabwärts bewegen. Diese Bewegung ist eine Konsequenz der Deformation des Eises, welche demnach die Funktion einer kohäsiven Fließbewegung aufweist.

Oder auch:

Aktive Blockgletscher sind der sichtbare Ausdruck des stationären Zustandes von fließenden eisübersättigten alpinen Permafrostkörpern aus Lockergestein. Sie zeigen das gesamte Spektrum der kohäsiven Fließbewegung. (Barsch 1996, S 5)

Diese Definitionen können beide verwendet werden, und sie beinhalten auch die drei vorher geforderten Grundelemente (Barsch 1996, S 4-7):

·        Die Blockgletscherbewegung ist eine Fließbewegung von alpinem Permafrost welcher mit Eis übersättigt ist. Er beinhaltet mehr Eis per Volumsprozent als das Porenvolumen in ungefrorenem Zustand betragen würde. Die Bewegung des Eises erzeugt d.....[Volltext lesen]

Download Blockgle­tscher Verbreit­ung Kinemati­k und Genese
• Download Link zum vollständigen und leserlichen Text
• Dies ist eine Tauschbörse für Dokumente
• Laden sie ein Dokument hinauf, und sie erhalten dieses kostenlos
• Alternativ können Sie das Dokument auch kаufen
Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

3.2.     Weltweite Verbreitung von Blockgletschern

Konzentrierte Anhäufungen finden sich vor allem in Alaska, Grönland, Kanada, und den USA, nur wenige Informationen liegen über deren Verbreitung in den tropischen Gebieten südlich von Mexiko vor. Erst ab etwa 25° Südlicher Breite in den Anden Argentiniens und Chile gibt es weitere Beschreibungen über Blockgletscher.

Ein bevorzugtes Gebiet in Nordamerika sind die Rocky Mountains, da hier sehr wenig Niederschlag fällt, während an der Westküste der USA Vergletscherungen dominieren (Barsch 1996, S. 53). Weitere Verbreitungsgebiete sind die Colorado Mountains und die Gebirge Kaliforniens. Einzelne inaktive Blockgletscher wurden auch auf Meereshöhen von 4200 Metern und mehr in den Gebirgen der Nevada de Toluca südwestlich von Mexico City gefunden (Barsch 1996, S. 35).

Des Weiteren existieren Beschreibungen über aktive Blockgletscher in Skandinavien, den Alpen, im Hindukusch (Afghanistan), im Himalaya, Tien Shan, im Pamir und in den südlichen Alpen Neuseelands. Nur noch inaktive Blockgletscher wurden bei bisherigen Untersuchungen in den Pyrenäen gefunden (Barsch 1996, S. 35).

Die Gebirge Asiens sind dabei beeinflusst von sehr stark kontinentalem Klima mit kalten Wintern und ausgeprägter Aridität. Die Anzahl der bisher dort aufgefundenen und dokumentierten Blockgletscher ist aber sehr gering. Die bei diesen Begebenheiten mögliche Anzahl dürfte tatsächlich weitaus höher liegen.

In Afrika scheint es fast nirgendwo Blockgletscher zu geben, es gibt aber Beschreibungen über fossile Vorkommen im mittleren Atlas Gebirge und im Rif Gebirge bei Bab Taza in Marokko (Barsch 1996, S. 35).

Fossile vorkommen sind auch auf dem Tibesti und vom Mount Kenia in dem Hoggar Bergen bekannt, hierbei handelt es sich wahrscheinlich um noch ältere Blockgletscher die zumindest aus der vorletzten Eiszeit stammen. Ähnliche Funde wurden auch vom Drakensberg in Südafrika gemeldet (Barsch 1996, S. 36).

Abb. 2.  Potentielle Blockgletschergebiete: Quelle: Barsch 1996, S 65

Die Karte in Abbildung 2 zeigt eine weltweite Verteilung jener Gebiete in denen die Bedingungen für die Bildung von Blockgletschern zutreffen, und diese daher vermutlich aufgefunden werden können. Die optimalen Standortbedingungen sind stark vereinfacht dort vorhanden, wo die Höhendifferenz zwischen der Baumgrenze und Schneegrenze am größten ist.

Dies lässt sich daraus ableiten, dass gerade in kontinental geprägten Gebirgen der Höhenunterschied zwischen Baumgrenze und Gleichgewichtslinie der Gletscher am größten ist. Gebiete mit einer Höhendifferenz von 1500 Metern und mehr, weisen dabei die höchste Dichte an Blockgletschern auf (Barsch 1996, S. 66).

3.3.     Verbreitung in den Alpen, insbesondere den Ostalpen

Hauptverbreitungsgebiet von Blockgletschern in den Alpen sind die zentralen Westalpen der Schweiz, mit dem Gebiet um Graubünden und Wallis, die Zentralen Ostalpen in Österreich, und das Gebiet um den Mont Blanc in Frankreich (Barsch 1996, S. 38).

Deutlich zu sehen ist (Abb. 3), dass sich Blockgletscher in den zentralen Gebieten konzentrieren, wo, gemäß dem zentral-peripheren Formelwandelkriterium, die Kontinentalität zunimmt, das heißt die Schneegrenze somit leicht angehoben wird und die Vergletscherung wegen der fehlenden Niederschläge und der hohen Sonneneinstrahlung weniger ausgeprägt ist (Barsch 1996, S. 40).

Dieser Zusammenhang lässt sich leicht über die maximale Untergrenze von Blockgletschern bestätigen, sofern man zwischen intakten und fossilen Blockgletschern streng unterscheidet. Intakte Blockgletscher lassen sich demnach meist immer der Subnivalen Höhenstufe zuordnen. (Lieb 1996, S. 81)

Fossile und inaktive Blockgletscher befinden sich dabei in fast allen Fällen auf niedrigeren Meereshöhen, zum Beispiel wurden aus der Würm Zeit fossile Blockgletscher in Höhen zwischen 1500 und 1800 Metern gefunden. Sie sind damit der alpinen und subalpinen Höhenstufe zuzuordnen. (Lieb 1996, S 81, Barsch 1996, S 41)

Abb. 3.  Blockgletscherinventar in den östlichen Ostalpen – Osttirol bis Steiermark
Quelle: Lieb 1996, Beilag.....

Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

Die erste Modellvorstellung konnte jedoch weder durch Aufgrabungen noch durch geoelektrische Messungen bisher bewiesen werden, auch Blockgletscher mit einem sehr großen Eisgehalt können nicht einfach auf einen glazialen Entstehungsprozess zurückgeführt werden. Der Großteil der Autoren bezieht sich daher bis heute auf das Entstehungsmodell von Barsch, wenngleich auch der in diesem Artikel zitierte Humlum ein Vertreter der ersteren Theorie ist.

Nach Ihrer Entstehungsart unterscheidet Barsch zwei Hauptklassen von Blockgletschern, nämlich aus Hangschutt entstanden Blockgletscher und aus Gletschermaterial hervorgegangene Blockgletscher. Zusätzlich gibt es eine dritte Sonderklasse mit anderem Materialinput.

4.1.     Aus Hangschutt ernährte Blockgletscher (talus rockglaciers)

Diese entstehen unterhalb von Schutthalden und sind normalerweise lobenförmig, können aber je nach Topographie auch zungenförmig in Erscheinung treten.

Der Entstehungsprozess kann folgendermaßen verstanden werden: Die Gesamtmasse des eisübersättigten Gerölls wird durch den Schutt aus den Wänden oberhalb der Schutthalde erhöht. Dadurch wird auch der Druck und die Scherspannung an der unteren Basis des Systems erhöht, und Teile dieses System werden instabil und beginnen durch plastische Deformation zu fließen. So entsteht der erste Wall bzw. Rücken. Abbildung 4 veranschaulicht diesen Vorgang.

Abb. 4.  Modell eines aus Hangschutt entstandenen Blockgletschers. Quelle: Barsch 1996, S. 186

Form und Geschwindigkeit dieses neu entstandenen Blockgletschers werden sehr stark von der Topographie bestimmt. Die Geschwindigkeit ist abhängig von der Hangneigung, in Extremfällen kann bei wenig Materialnachschub der Blockgletscher zu schnell davon fließen und verliert den Kontakt zu seiner Quelle (Barsch 1996, S 185, Roer 2007, S. 13).

4.2.     Aus Gletschermaterial gebildete Blockgletscher (debris rockglaciers)

Abb. 5.  Modell eines aus Gletschermaterial gebildeten Blockgletschers
Quelle: Barsch 1996, S. 187

Diese Art von Blockgletschern ist zumeist zungenförmig, und transportieren Material welches von Gletschern abgelagert wurde, also z.B. Endmoränen. Abbildung 5 veranschaulicht die Bildung eines solchen Blockgletschers. Sind die Bedingungen für die Blockgletscherbildung erfüllt, so kann sich das Moränenmaterial in einen eisübersättigten Permafrostkörper umbilden, welcher dann anfängt zu fließen.

Neues Material kann nur dann zum Blockgletscher hinzugefügt werden, wenn der Gletscher es entweder auf der Moräne ablagert oder direkt in die Endmoräne drückt. In den Alpen geschah dies z.B. beim letzten Gletschervorstoß in den Jahren 1820 oder 1850. Der Materialnachschub ist also stark abhängig von Gletschervorstößen und kälteren Perioden (Barsch 199.....

Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

Aktive Blockgletscher zeigen eine Bewegungsrate von 100 bis 200 cm pro Jahr, höhere Werte sind bei spezieller Topographie möglich. Die Geschwindigkeit ist dabei abhängig von der Hangneigung und der Massenbilanz, sowie davon ob es sich um einen Kompressions- oder Dehnungsfluss handelt (Barsch 1996, S 156).

Berichte über außerordentlich schnell fließende Blockgletscher mit Geschwindigkeiten von 100 Metern pro Jahr sind aus den Anden und aus Asien bekannt. In den Alpen liegt die höchste Bewegungsgeschwindigkeit bei 7m/Jahr (Roer 2007, S 19).

Die Horizontale Fließgeschwindigkeit kann dabei über viele Jahre Konstant bleiben, es kommt aber auch immer wieder zu Veränderungen welche vor allem von folgenden Faktoren abhängig sind (Barsch 1996, S 157).

a)      Der Wechsel von inaktiven und aktiven Status in sehr großen Zeitspannen.

b)     Unterschiedliche Geschwindigkeiten entlang des Stromstriches.

c)      Veränderung des Materialzuflusses.

d)     Veränderungen zwischen Kompressions- und Dehnungsfluss.

e)     Jahreszeitliche Veränderungen.

f)       Andere bisher nicht erklärbare Auslöser von impulsartigen Bewegungen (pulses).

5.2.     Vertikalveränderungen

Diese werden hervorgerufen durch Prozesse wie Kompression oder Ausdehnung, Schutt- oder Geröllzufuhr, Eisbildung aus Schnee oder Wasser, klimatische Veränderungen oder der Bildung einzelner Loben. All diese Faktoren haben Einfluss auf die Dicke des Blockgletschers und insbesondere dessen Oberfläche. Diese Bewegungsraten sind typischerweise sehr klein und oft unter der Wahrnehmungsgrenze. Barsch berichte von einer durchschnittlichen Vertikalbewegung von -0,06m/a auf dem Murtel Blockgletscher (Roer 2007, S. 19, Barsch & Hell 1975).

5.3.     Frontale Ausdehnung

Die Ausdehnungsrate an der Stirn ist in etwa eine Größenordnung kleiner als die horizontale Bewegungsrate. Dies Begründet sich aus dem vertikalen Geschwindigkeitsprofil, welches wiederum durch das Schuttvorfeld vor der Stirn angezeigt wird (Roer 2007, S. 19). Geschwindigkeiten von 1 bis maximal 15 cm pro Jahr wurden von verschiedenen Messungen berichtet, das entspricht etwa 1/10 der Horizontalbewegung (Kääb 1996, 1997).

5.4.     Räumliche Verteilung der Bewegungsgeschwindigkeiten

Die höchste horizontale Bewegungsgeschwindigkeit ist dabei im Zentrum zu finden, zum am Rand hin nimmt diese zuerst langsam, dann ruckartig ab. Dies ist wohl auf die geringe Dicke im Randbereich zurückzuführen (Barsch 1996.....

Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

6.2.     Interne Struktur von Blockgletschern

Nur wenige sehr junge Forschungsergebnisse gibt es bisher über den internen Aufbau von Blockgletschern, die meisten Daten lassen sich aus Barsch 1996 und Humlum 2000 ableiten. Das zurzeit gängige Modell geht von einem 3-schichtigen Aufbau aus, welcher auch in Abbildung 7 dargestellt ist:

·        Oben: Eine 1-3m dicke Deckschicht aus großen Steinfragmenten.

·        Mitte: Ein sich deformierender eisgesättigter Permafrostkern welcher hangabwärts fließt.

·        Unten: Eine Grundschicht aus Steinfragmenten, welche aus Schutt der Deckschicht besteht der im Stirnbereich vor den Blockgletscher geraten und von diesem überfahren wird.

Abb. 7.  Querschnitt durch je einen Blockgletscher welcher aus einem Gletscher (links) und welcher aus Hangschutt(rechts) hervorgegangen ist. Oben die dünne Deckschicht (Schwarz), darunter der stark Eisgesättigte fließende Teil (mit Pfeilen), ganz unten die Grundschicht aus überfahrenem Gestein (Overridden Scree). Quelle: Humlum 2000

Die Porosität der oberen Deckschicht sowie der untersten Schicht beträgt in beiden Fällen etwa 40%. Beim Hangschutt-Blockgletscher (talus-derived) beträgt der Anteil der Kernschicht etwa 60% der Gesamtdicke, beim dem aus Gletschermaterial entstandenem Blockgletscher (glacier-derived) liegt dieser Anteil bei nur etwa 30%. Der Anteil von Schutt im eisgesättigte fließenden Kern beträgt ca. 30% des Volumens (Humlum 2000).

6.3.     Bewegte Masse und Beitrag zur Morphodynamik

Die anteilsmäßige Menge der bewegten Masse von Blockgletschern ist sehr stark abhängig vom Kontinentalitätsgrad des Gebirges. So haben Blockgletscher in ozeanisch geprägten Gebirgen wie z.B. im pazifischen Nordwesten der USA so gut wie keinen Anteil an den dort vorherrschenden relativ hohen Abtragungsraten. In kontinentalen Gebirgen bzw. Lagen die einen zentral-peripheren Formenwandel aufweisen, lassen sich aus den Schuttvolumina der Blockgletscher recht hohe mittlere jährlich Wandrückwitterungen von 0,3 bis 4,6 mm abschätzen.

Tabelle 1 gibt einige repräsentative Beispiele für von verschiedenen Autoren berechnete Werte wieder. Diese Werte beziehen sich zumeist auf das Einzugsgebiet von Sturzhalden, und lassen darauf schließen dass die nacheiszeitliche Schuttanlieferung im diese überwiegend schattenseitig exponierten Gebieten außerordentlich groß war (Höllermann 198.....

Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

Es gibt 3 Hypothesen über den Entstehungszeitraum des Blockgletschers (seit der „Kleinen Eiszeit“, seit dem Ende der Würm Eiszeit vor 11.500 Jahren, seit einer kühleren Periode vor 4000 Jahren), von denen keine ausgeschlossen werden kann.

Fallbeispiel 2: Blockgletscher aus Gletschermaterial, Südküste von Mellemfjord, Grönland

Abb. 9.  Querschnitt durch einen aus Gletschermaterial entstandenen Blockgletscher auf der Diskoinsel, Mellemfjord. Quelle: Humlum 2000

Abbildung 9 zeigt einen Aufschnitt durch einen aus Gletschermaterial entstandenen Blockgletscher. Im Vordergrund ist die Küste zu sehen, der Blockgletscher ist etwa 1400m lang und an der Stirn 90m hoch. Untersuchungen vor Ort gaben Hinweise dafür, dass sich im Kern eine reine Eisschicht befindet welche etwa 30% der Gesamtdicke ausmacht und nur 1-2% Schutt enthält. Über diesem Eismantel liegt eine supraglaziale Schuttschicht von etwa 2m Dicke (an der Stirn 40m) mit 40% Porosität, darunter eine überfahrene permanent gefrorene Geröllschicht (Porosität 40%). Humlum errechnete aus dem mitgeführten Schuttmaterial für die 850m hohe Rückwand des Blockgletschers eine Wandrückverwitterung von 60m.

Allgemein zeigen aus Gletschermaterial entstandene Blockgletscher einen höheren Grad der Wandrückverwitterung (~5mm/Jahr seit Beginn des Holozän) als aus Hangschutt entstandene Blockgletscher (2mm/Jahr). In beiden Gebieten ist die Geologie der Untersuchungsgebiete gleich und besteht aus Tertiären Basalt.

Gletscher sind im Gegensatz zu Blockgletschern nur ein temporäres Zwischenlager für Sedimente. Dies spricht den Blockgletschern eine besondere Rolle in der Sedimentologie zu, da diese für mehrere tausend Jahre Sedimente zwischenlagern, gleichzeitig aber auch neues Material sehr schnell weiter transportieren. Geröll wird in Blockgletschern generell während den Interglazialen gespeichert, und während Glazialzeiten aufgrund anwachsender Gletscher talwärts transportiert (Humlum 2000).

Dieser Textabschnitt ist in der Vorschau nicht sichtbar.
Bitte Dokument downloaden.

Lieb G., 1986, Die Blockgletscher der östlichen Schobergruppe (Hohe Tauern, Kärnten). In: Festschrift für Wilhelm Leitner. Arb Inst Geogr Karl-Franzens-Univ. Graz 27, S. 123-132

Lieb G., 1996, Permafrost und Blockgletscher in den östlichen österreichischen Alpen, Arbeiten aus dem Inst. F. Geographie der Karl-Franzens-Univ. Band 33, Graz, S 9-126

Roer I., 2007, Rockglacier kinematics in a high mountain geosystem, Bonner geographische Abhandlungen, Heft 117, Asgard Verlag, Bonn, 217 S.

Schweizer G., 1968: Der Formenschatz des Spät und Postglazials in den Hohen Seealpen. Z. Geomorphol Suppl. 6, Berli.....


Swop your Documents

G 2 - Cached Page: Wednesday 27th of March 2024 02:48:21 PM