Gletscher

Klimatologie von Gletscherhöhlen

Bisherige Untersuchungen der klimatischen Bedingungen von Gletschern richteten sich in erster Linie auf die Gletscheroberfläche oder Moulinen als Eingang zum Inneren des Gletschers. Viele Gletscher enthalten jedoch weites und tiefreichendes Höhlensystem innerhalb des Eiskörpers, die als Abflusssysteme für Schmelzwasser verstanden und untersucht wurden. Bisher existieren aber keine umfangreichen Klimastudien zur Atmosphäre innerhalb der Gletscher vor. Somit sind bisher die engglazial wirkenden, klimatischen Bedingungen unbekannt. Ebenfalls liegen bisher keine Informationen über die Wirkung der globalen Erwärmung auf das Innere von Gletschern vor.

Die Struktur einer Gletscherhöhle und insbesondere die Einwirkung warmer Quellen und Fumarolen vulkanischen Ursprungs gelten als wichtige Einflussfaktoren auf die engglazialen Luftmassen. Deshalb ist die Bildung von Gletscherhöhlen in Gebieten geothermischer Aktivität ein sich selbst verstärkender Prozess. Warme Quellen führen zur Bildung von ungewöhnlich großen Gletscherhöhlen mit großen Öffnungen, durch die warme Atmosphärenluft in die Höhle strömt und somit die weitere Eisschmelze vorantreibt.

Doch selbst ohne die Kraft geothermischer Prozesse können in Gletscherhöhlen mit mindestens zwei Öffnungen starke Ausgleichsströmungen zwischen der Außenatmosphäre und der Luft, innerhalb der Höhle, zu einer starken Strömungsdynamik (Kamineffekt) führen, wodurch warme äußere Luftmassen in die Höhle gelangen können. Warme Luft führt sowohl zu direktem Abschmelzen der Eiswände als auch zu einer starken Erwärmung des offenen Gesteinsgrundes sowie der aus dem Eis austauenden Sedimente. Wärmeenergie des Grundgesteins beschleunigt das Abschmelzen umliegender Eismassen, während große, im Eis eingeschlossene, Felsen einen weiteren Wärmestrom in das Gletschereis hinein bedingen.

Gletscherhöhlen, als Leitbahnen für eindringende Außenluft sowie abfließendes Wasser, können somit eine wichtige Rolle in der Massen- und Energiebilanz des Gletschers spielen. Besonders in Regionen mit Sommertemperaturen deutlich oberhalb des Gefrierpunktes, dürfte das Höhlenklima einen erheblichen Einfluss auf die Gletscherschmelze von innen heraus haben. Dessen Ausmaß ist bisher unbekannt, das unerwartete Kollabieren von Gletschern über mehrere hundert Meter Länge ist aber mehrfach belegt (z. B. Mt. Hood 2015/16).

Bisher gibt es zu diesem Themenkomplex keine Untersuchungen. Diese Lücke soll durch diese Forschung geschlossen werden.

Die Relevanz dieser Forschung liegt zunächst einmal in der Grundlagenforschung, darüber hinaus aber auch in der Erforschung von Naturgefahren sowie der Auswirkungen der globalen Erderwärmung auf die Gletscherschmelze.

Hydrothermal gealtertes Vulkangestein in Zusammenhang mit schweren Regenfällen oder einer starken Gletscherschmelze können selbst ohne eine Eruption zu den katastrophalen Ereignissen führen. Die Berge brechen über weicheren Schichten unter ihrem eigenen Gewicht zusammen, so dass es zu katastrophalen Flankenabbrüchen kommen kann. 

Darüber hinaus können aber auch die sogenannten „glazialen outburst floods“ (plötzliche aus einem Gletscher austretende Flutwellen) zu Laharen führen. Die Wirkung eines kleineren Gletscherwasserausbruchs konnte bereits während unserer Forschung innerhalb des Sandy Gletschers auf dem Mt. Hood beobachtet werden. Hinweise auf weitere Ausbrüche konnten mittels der Messdaten und der Höhlenkartierungen einwandfrei ermittelt werden.

 

Bisherige Expeditionen zu diesem Themenkomplex:

Mt. Hood, Oregon, USA :
Juni 2015
Juni 2016
Juni 2017 (wegen zu großer Schneemassen abgesagt)
Juli 2017 (geplant)

Mt. Rainier, Washington, USA:
August 2015
August 2016
August 2017 geplant

Mt. St. Helens, Washington, USA:
Mai 2017

Publikationen:

Pflitsch, A.; Cartaya, E.; McGregor, B.; Holmgren, D. & Steinhöfel, B.:
Climatologic Studies inside the Sandy Glacier on Mt. Hood: A Volcano in Oregon, USA
Journal of Cave and Karst.

Status: angenommen, voraussichtliches Erscheinen gegen Ende 2017