Physiogeographisches Seminar Global Change Sturzprozesse Gliederung Begriffsdefinitionen Methodik

Physiogeographisches Seminar Global Change & Sturzprozesse

Gliederung • • • Begriffsdefinitionen Methodik Gesteinsbezogene Sturprozesse Gletschersturz Zusammenfassende Bewertung Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

Begriffsdefinitionen • Wann spricht man von Sturzprozessen ? – Wenn Festgestein (Eis) betroffen ist, – die Bewegung rasch erfolgt und – die Gravitation den „Antrieb“ darstellt • Differenzierung der Sturzprozesse. . .

Begriffsdefinitionen (2) • Steinschlag • Felssturz • Bergsturz • Gletschersturz (Eissturz)

Begriffsdefinitionen (3) • Differenzierung innerhalb der Sturprozesse – Prozessablauf (Initialphase, Fahrbahn, . . . ), Dimension • Dimensionen der einzelnen Prozesse – Steinschlag: Einzelblöcke mit max. 1 m Durchmesser (BUWAL: 2 m) – Felssturz: . . . zwischen Steinschlag u. Bergsturz – Bergsturz: Volumen > 1 Mio m³ bzw. Fläche > 0, 1 km² (ABELE)

Begriffsdefinitionen (4) • Global Change. . . Nicht nur Climate Change, sondern auch die geänderten Lebensformen der Menschen (Siedlungsausdehnung, Inwertsetzung des Hochgebirges, . . . Mensch ‚nähert‘ sich den Naturgefahren)

Methodik • Faktorenanalyse: Analyse der einzelnen Faktoren der Prozesse bezüglich möglicher ‚Angriffspunkte‘ der Phänomene des Global Change (Climate Change) • Schwerpunkt: Ursachen und Auslösung • Zentrale Frage: Häufung und/oder Intensivierung Häufung alleine bewirkt keine Änderung der Gefahrensituation, solange die Intensität bestehende Schutzvorkehrungen nicht beeinflusst.

Methodik (2) • Klassifizierung der Faktoren: – Klassisch: genetische Ordnung, aktive/passive Faktoren, . . . – Zeitlich differenzierte Betrachtung: • Permanente F. (>100 a), Variable F. (1 -100 a), Auslösende F. (<1 a) • Weitere Gliederung: genetisch

Methodik (3) (RÄTZO-BRÄLHART)

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Permanente Faktoren • Geologische Faktoren – „Geologische Geschichte“: Geologie, Tektonik (Verwerfungen, Falten, Überschiebungen, Brüche, Diskontinuitäten, . . . ), Lithologie, Mineralogie (mikroskopische Gleitflächen) • Geotechnische Faktoren: Felsmechanische Parameter • Hydrogeologie: Tiefenwasserströmung nur schwer zu beeinflussen (>> 100 a) • Geomorphologie: Hangneigung, Exposition

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Permanente Faktoren (2) • Bedeutung der Permanenten F. für den Prozess: – endogene Faktoren (Geologie) – Wesentliche Voraussetzungen für ein Sturzpotential !!! – Beeinflussbarkeit (. . . Zeithorizont) nicht gegeben

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren • Geologie – Kontinentaldrift: durch GC nicht beeinflussbar – (Gravitativer) „Stress“: Stressausgleichsbewegungen des Gesteins aufgrund von. . . • Gletscherrückgang (Verlust des Widerlagers) • Nach dem Eisfreiwerden: Übersteilte Hänge/Wände (+ fehlendes Widerlager !) Zunahme (Näherung an kritischen Systemzustand)

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (2) • Hydrogeologie – Grundwasserspiegel: Anstieg Stabilität – – Porenwasserdruck: Anstieg. . . Überdruck • • Zunahme Winterniederschläge (~5%) Zunahme Starkniederschläge Schmelzwasser (Gletscher) Permafrost - Wasser kann eindringen Negative Beeinflussung

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (3) • Geomorphologie – Hangfußerosion: Übersteilung. . . – Verwitterungsprozesse: insbes. physikal. V. • Congelifraktion (bis zu 2070 bar) – Wasserverfügbarkeit + – Frostwechselvorgänge + • Druckentlastungsverwitterung – Gletscherdepression

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (4) – Permafrostdegradation • Verlust der „Verkittung“ (Eisarmierung) • Wasserzirkulation + (. . . Porenwasserdruck) – Beispiel Weisseespitze oder Grossgufer

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (4 b) (KUNZ)

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (5) • Hydrologische Faktoren – erhöhte Niederschl. erhöhter Abfluss. . . (ABBOT) – Erhöhte Wasserverfügbarkeit: Infiltration. . .

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren Variable Faktoren (6) • Biologische Faktoren – Vegetation - Bsp. Wald – Wirkung bei Starkniederschl. umstritten – negativ: Gewicht (. . . Gravitation), Wirkung von Wurzeln (+/-), Äolische Energie

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren • Systemzustand: kritisch (Grenzgleichgewicht) - Ursprung. . . • Übergang Variable F. - Auslösende F. fließend • zunehmende Größe (Steinschlag Bergsturz) - exogene F. geringe Bedeutung! – daher: kleinere Prozesse (Steinschlag) weisen breiteres Spektrum an Mechanismen auf

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (2) • Geologie – Erdbeben: nicht durch GC beeinflussbar – Beispiele: Huascaran (1970)

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (3) • Hydrogeologie – Porenwasserdruck (insbes. auch bei Bergstürzen) • kritischer Systemzustand vorausgesetzt ! – Daher: „Klimasteuerung“ möglich • vgl. erhöhte Wasserverfügbarkeit, Permafrostdegradation etc. – bei BS mindestens so einflussreich wie Erdbeben

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (4) – Veränderte Wasserzirkulation* durch Klüfte und Spalten(Sackungen, Kippungen etc. ) veränderter(+) hydraulischer Druck • anfangs Ablösung der vordersten Gesteine, . . . • . . . Weitere (größere) Felsmassen können nachstürzen * vgl. k-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert): m/sec (gesteinsspez. Konstante d. Wasserleitfähigkeit); Teil der Darcy-Gleichung

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (5) • Geomorphologie – Verwitterungsprozesse • auslösend bei „kleinen Abgängen“ (Stein-, Blockschlag) • Congelifraktion, Druckentlastungsverw. – Vgl. Zunahme Frostwechsel, erhöhte Wasserverfügbarkeit (mehr Winterniederschlag bei wärmeren Temp. ), Permafrostabnahme, Gletscherschwund, . . . • Bsp. Sandalp: Auslösung von Felsstürzen

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (6) • Hydrologie – Hangunterschneidung bei erhöhtem Abfluss. . . – Erhöhte Wasserverfügbarkeit: vgl. Porenwasserdruck, Congelifraktion, . . . • Bedeutung der Niederschlagsentwicklung

Permanente Faktoren – Variable Faktoren – Auslösende Faktoren (7) • Anthropogene Faktoren – Bautätigkeit in Hanglagen – Steinbrüche – Bergbau (vgl. Eiblschrofen) – Staudämme (Bsp. Vaiont)

Zusammenfassende Bewertung • Kritischer Systemzustand = Voraussetzung (= endogen) • Übergang Variable F. und Auslösende F. schwer zu fassen • Je „oberflächlicher“ ein Prozess, desto leichter (exogen) beeinflussbar • „Vorteil“: Standortgebundenheit • Nachteil: Spontanität

Gletschersturz • Schnelle gravitative Massenbewegung • Warum entstehen Gletscherstürze? wesentliche Faktoren: – Neigungsverhältnisse – Kontaktzone Gletscher - felsiger Untergrund – Im Eis wirkende Kräfte: • Zugspannungen • Druckspannungen (Kompressionen)

Gletschersturz (2) • Differenzierung Hanggletscher Talgletscher – Hanggletscher: „Kalte Gletscher“, durch Klimaerwärmung gemäßigt Stabilität – Talgletscher: Allg. Entschärfung durch Rückzug - aber Rückzug in steile Bereiche. . . • Sekundärwirkungen !

Gletschersturz (3) • Bedeutung im Alpenraum ? – Beispiel Eigergletscher • ca. 100 000 m³ bedrohen die Station Eigergletscher der Jungfraubahn – Weisshorn (Randa): 1972/73

Zusammenfassung-Entwicklung • Steinschlag – Tendenz: gleichbleibend - leichte Zunahme – Eine Zunahme der Steinschläge könnte allenfalls durch vermehrt auftretende Extremwettersituationen stattfinden. Die Kenntnisse über sich verändernde Starkniederschläge sind noch vage. (BLOETZER et al)

Zusammenfassung-Entwicklung • Felssturz – Tendenz: lokale Zunahme – Eine Zunahme der Felsstürze kann durch einen generellen Anstieg der Permafrostgrenze und durch extreme Niederschlagsereignisse vermutet werden (BLOETZER et al)

Zusammenfassung-Entwicklung • Bergsturz – Tendenz: keine Veränderung – Bergstürze sind geologischer Natur. Deshalb sollten sie durch die Klimaveränderungen in keinerlei Hinsicht beeinflusst werden. (BLOETZER et al)

Zusammenfassung-Entwicklung • Eissturz – Tendenz: Zu- und Abnahme – Der Rückzug führt zu einer Abnahme der Gefahr; die Temperierung von Hängegletschern könnte zu einer Destabilisierung führen. (BLOETZER et al)

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) • Ausgangslage: geänderte Lebensformen – Ausweitung d. Lebensraumes – Bedeutung von Verkehrswegen – Inwertsetzung des Hochgebirges (Tourismus) – Mensch nähert sich den Naturgefahren

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (2) • Gefahr: – Zunehmende Überschneidung Lebensraum Gefahrenzone – daher: Forderung nach einer zukunftsorientierten Raumplanung mit Einbindung der Gefahrenentwicklung – Problem: Prognosesicherheit der Gefahrenentwicklung

Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung) (3) • Wahrscheinliche Auswirkungen einer „neuen“ Raumplanung – zunehmend verdichtete Bauweise zur Vermeidung der Ausdehnung in Interferenzbereiche Vermeidung von Schutzverbauungskosten

• Schriftl. Fassung • Powerpoint-Präsentation • Zusammenfassung sind im Internet unter http: //geo 4. uibk. ac. at/users/jurgeit abrufbar !!!