{"id":66929,"date":"2021-01-09T09:51:00","date_gmt":"2021-01-09T08:51:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=66929"},"modified":"2021-01-17T08:52:12","modified_gmt":"2021-01-17T07:52:12","slug":"die-melodie-eines-zerfallenden-alpengipfels","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/umwelt\/die-melodie-eines-zerfallenden-alpengipfels\/","title":{"rendered":"Die Melodie eines zerfallenden Alpengipfels"},"content":{"rendered":"\n

Quer \u00fcber den Gipfel des 2592 Meter hohen Hochvogels klafft ein gef\u00e4hrlicher Spalt von f\u00fcnf Metern Breite und drei\u00dfig Metern L\u00e4nge. Jeden Monat \u00f6ffnet er sich um knapp einen weiteren halben Zentimeter. <\/p>\n\n\n\n

Im Laufe der Jahre ist die s\u00fcdliche Seite des Berges schon um mehrere Meter abgesackt; irgendwann droht sie ganz in das \u00f6sterreichische Hornbachtal abzurutschen und 260.000 Kubikmeter Gestein in die Tiefe zu rei\u00dfen \u2013 das entspr\u00e4che etwa dem Volumen von 260 Eigenheimen. Wann das passieren k\u00f6nnte, war bisher schwer zu beurteilen. Forschende des Helmholtz-Zentrums Potsdam \u2013 Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ entwickeln f\u00fcr solche Ereignisse nun zusammen mit Kolleg*innen von der TU M\u00fcnchen eine neue \u00dcberwachungsmethode auf Basis seismischer Sensoren. Die Ger\u00e4te zeichnen die Eigenschwingung des Gipfels auf: \u00c4hnlich wie bei einer mehr oder weniger straff gespannten Geigensaite \u00e4ndert sich auch die Tonlage des Berges je nach Spannung im Gestein und l\u00e4sst einzigartige R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Entwicklung eines bevorstehenden Bergsturzes zu. So soll auch eine rechtzeitige Warnung m\u00f6glich werden \u2013 selbst wenn am Hochvogel nicht direkt menschliche Behausungen bedroht sind. Die Studie ist im Fachmagazin \u201eEarth Surface Processes and Landforms\u201c erschienen.<\/p>\n\n\n\n

Felsabbr\u00fcche formen die Landschaft<\/h5>\n\n\n\n

Gro\u00dfe Abbr\u00fcche von Felsh\u00e4ngen passieren immer wieder. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der langfristigen Entwicklung von Landschaften. Und sie sind von fundamentalem Interesse, wenn Landnutzungen geplant und Gefahren eingesch\u00e4tzt werden. Weil sie pl\u00f6tzlich auftreten und dann mit hoher Geschwindigkeit ablaufen, sind solche Felsst\u00fcrze jedoch schwer zu untersuchen. Klar ist generell, dass sich im Gestein an steilen H\u00e4ngen etwa durch das Eigengewicht, mechanische Auflast oder Temperaturschwankungen eine Spannung aufbaut, die sich dann in Zerr\u00fcttungsprozessen entl\u00e4dt: Es entstehen Risse auf unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfenskala. Irgendwann ist das Material so instabil, dass es auseinanderbricht. W\u00e4hrend die Abbruchprozesse selbst bereits gut untersucht sind, gibt es f\u00fcr ihre l\u00e4ngerfristigen Vorboten noch erhebliche Wissensl\u00fccken. Zum einen, weil die Installation permanenter Messger\u00e4te im Hochgebirge schwierig und aufw\u00e4ndig ist. Zum anderen, weil Langzeitmonitoring bislang oft mit Fernerkundungsbildern oder durch punktuell installierte Sensoren erfolgt. Keiner dieser Ans\u00e4tze konnte die Prozesse im Gestein bisher zeitlich wie r\u00e4umlich ausreichend detailliert, kontinuierlich und in gr\u00f6\u00dferem r\u00e4umlichen Zusammenhang aufzeichnen.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 GFZ | TU M\u00fcnchen | Hochvogel-Berg zerbricht | Rund um den 5 Meter breiten und 30 Meter langen Riss haben die Forschenden um Michael Dietze vom GFZ ein Netzwerk aus Seismometern installiert, mit dem sie den Alpengipfel beim Zerbrechen belauschen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Neues Monitoring-Verfahren mit Seismometern<\/h5>\n\n\n\n

Um herauszufinden, wann und warum sich die instabile Felsmasse auf dem Gipfel des Hochvogels bewegt, haben Forschende um Michael Dietze vom GFZ dort im Jahr 2018 ein Netzwerk von sechs Seismometern aufgebaut, jeweils im Abstand von drei\u00dfig bis vierzig Metern. Die Geophone zeichneten \u00fcber drei Monate hinweg auf, mit welcher Frequenz der Berg hin und her schwingt. Wie eine Stimmgabel wird auch massiver Fels durch \u00e4u\u00dfere Anregungen wie Wind und Ersch\u00fctterungen der Erdkruste in Schwingung versetzt. Dabei h\u00e4ngt seine Frequenz von Faktoren wie Temperatur, Materialbeanspruchung und dem Grad der Zerr\u00fcttung des Gesteins ab.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend des Sommers 2018 konnten die Forschenden einen wiederkehrenden s\u00e4gezahnartigen Verlauf der Frequenz messen: Immer wieder stieg sie \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf bis sieben Tagen von 26 auf 29 Hertz an, um dann in weniger als zwei Tagen auf den Ursprungswert abzusacken. Dabei ist der Anstieg der Frequenz mit einem Anstieg der Spannung im Gestein gekoppelt. Mit dem Absacken der Frequenz lassen sich vermehrt seismische Signale versagender Felskontakte messen, wie sie beim Aufbrechen von Gesteinsrissen entstehen. Dieser zyklische Auf- und Abbau von Spannung durch ruckartige Bewegung, auch \u201estick slip motion\u201c genannt, ist ein typischer Vorbote drohender Massenabbr\u00fcche. Entscheidend dabei: Je n\u00e4her dieses Ereignis kommt, desto k\u00fcrzer werden die beobachteten Zyklen, sie sind also ein wichtiger Gefahren-Indikator.<\/p>\n\n\n\n

\u201eMithilfe des seismischen Ansatzes k\u00f6nnen wir dieses zyklische Ph\u00e4nomen nun erstmals kontinuierlich und fast in Echtzeit erfassen und verarbeiten\u201c, sagt Michael Dietze, am GFZ Post-Doc in der Sektion Geomorphologie. Er arbeitet mit Kolleg*innen von der TU M\u00fcnchen zusammen, die in dem Projekt AlpSenseBench neben dem Hochvogel auch noch andere Alpengipfel mit diversen Sensoren instrumentiert haben, um Ver\u00e4nderungen in der Felsstabilit\u00e4t zu erfassen. Dietze sch\u00e4tzt, dass es bis zur robusten Serienanwendung seines Verfahrens noch eine Weile dauert: \u201eAktuell haben wir sozusagen den \u201aProof-of-Concept\u2018 erbracht, jetzt m\u00fcssen die Ergebnisse an anderer Stelle wiederholt werden.\u201c Technisch d\u00fcrfe das dann keine allzu gro\u00dfe Schwierigkeit mehr bedeuten, glaubt Dietze. Und mit der verst\u00e4rkten Aktivit\u00e4t an den vielen Dreitausendern in den Alpen gebe es auch reichlich Einsatzgebiete.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 GFZ | TU M\u00fcnchen | Hochvogel-Berg zerbricht <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
Ausblick: Rolle von Wasser und Eis in den Kl\u00fcften<\/h5>\n\n\n\n

Im Laufe ihrer Messungen, die sich \u2013 mit Unterbrechungen aufgrund von Blitzeinschlag \u2013 von Juli bis Oktober erstreckten, machten die Forschenden eine weitere interessante Entdeckung: W\u00e4hrend der s\u00e4gezahnartige Auf- und Abbau von Spannungen in den ersten Monaten nach der Schneeschmelze deutlich sichtbar war, kam er im Sp\u00e4tsommer des D\u00fcrrejahres 2018 ganz zum Erliegen. Offenbar ging dem Berg im Verlauf des Sommers das daf\u00fcr notwendige Schmiermittel aus: Wasser. Dann spielte nur noch ein Auf und Ab der Frequenzen im Tagesgang eine Rolle: In den kalten Nachtstunden zieht sich der Fels zusammen, Kl\u00fcfte werden gr\u00f6\u00dfer und die Verbindung zum Festgestein lockerer, so dass die Frequenz f\u00e4llt. Durch die Sonnenw\u00e4rme wiederum dehnt sich der Fels aus, schlie\u00dft kleine Kl\u00fcfte, und erzeugt so eine h\u00f6here Schwingungsfrequenz. Wie diese t\u00e4glichen und die l\u00e4ngerfristigen Zyklen ineinander spielen und welchen Einfluss dar\u00fcber hinaus die frostigen Winter auf das Wasser in tiefen Felskl\u00fcften f\u00fcr den Hochvogelgipfel haben, untersuchen die Forschenden nun \u00fcber zwei weitere Jahre hinweg.<\/p>\n\n\n\n

Ein weiteres Seismik-Netzwerk entlang des Hanges hinab in das \u00f6sterreichische Hornbachtal erfasst zudem, welche Folgen die Felsaktivit\u00e4t am Gipfel in diesen Regionen hat. Die Siedlungen dort sind zwar nicht durch die abgehenden Felsmassen gef\u00e4hrdet, gleichwohl ist der Aufstieg zum Gipfel von dieser Seite aus schon seit l\u00e4ngerem wegen akuter Steinschlaggefahr gesperrt.<\/p>\n\n\n\n