Jan17

Das Ausmass des Abschmelzens eines Gletschers kann nicht direkt mit steigenden Temperaturen in Beziehung gesetzt werden. Es kann sich bei höheren Temperaturen bis zu einem bestimmten Grad sogar besser Gletschereis bilden als in extrem kalten Gegenden, wie wir aus dem letzten Beitrag wissen.

Gletscher wachsen und schmelzen

Für die Entwicklung eines Gletschers, d. h. ob er wächst, schmilzt oder gleich bleibt, sind nebst Hangneigung und Bodenbeschaffenheit vor allem die Niederschlagsmengen wichtig. Damit ein Gletscher entsteht und wächst, muss mehr Schnee fallen als abschmilzt, verdunstet oder vom Wind abgetragen wird. Man spricht deswegen vom Massenhaushalt eines Gletschers.

Für die positive Massenbilanz, bei welcher der Gletscher mindestens seine Grösse hält, ist vor allem die Witterung in der Abschmelzperiode wichtig. In der Regel führen kühle und niederschlagsreiche Sommer zu einem Massenzuwachs.

Ein Gletscher verliert an Masse

Gletscher schmelzen nicht nur durch äussere Einwirkung bei Sonnen- bzw. Wärmeeinstrahlung, sondern auch durch innere Kräfte, nämlich durch die Last und den Druck der Eismassen, die den Schmelzpunkt des Eises am Gletscherfuss verringern. So fliesst denn Schmelzwasser nicht nur an der Oberfläche ab, sondern auch subglazial unter dem Gletscher hindurch bis zur Gletscherzunge.

Gletscher beim Kalben © http://www.gletscher-info.de

Ein Gletscher beim Kalben

Auch beim sogenannten Kalben eines Gletschers, der ins Meer mündet und bei dem Brocken abbrechen, die als Eisberge im Meer treiben, verringert sich die Masse. Besonders gefährdet sind Gletscher auf Hochplateaus, wo der Wind so viel Schnee wegfegt und sich nur schlecht Schnee ansammeln kann aus dem Gletschereis entstehen würde.
Wenn durch diese Verluste die Massenbilanz dauerhaft negativ ist, kann von einer Gletscherschmelze, bzw. Abschmelzen eines Gletschers gesprochen werden.

Gletscherschmelze durch Russ und Staub

Gletscher reflektieren normalerweise fast 90 % des Sonnenlichts. Verschmutzte Gletscher hingegen absorbieren die Sonnenstrahlung, d. h. sie nehmen Sonnenenergie auf, die in Wärme umgewandelt wird. Die Verschmutzung des Gletschereises entsteht durch Russ und Staub, also mit all dem, was Industrie oder Privathaushalte verfeuern und so fördert verunreinigtes Eis die Gletscherschmelze deutlich.

Reflektion bei verschmutztem Eis

Im Himalaya beispielsweise scheinen einige Gletscher zu wachsen, andere schmelzen dramatisch ab. So soll die Russ-Konzentration im Eis des Mount Everest im Jahr 2000 dreimal so hoch sein wie vor 1975. Die wachsenden Gletscher des Karakorums hingegen werden vom Schutt vor Sonneneinstrahlung geschützt.

Ob ein Gletscher schmilzt oder wächst, hängt also von einem sehr komplexen Zusammenspiel verschiedenster Faktoren ab: (Sommer-)Witterung, Hangneigung, Umgebungs- und Bodenbeschaffenheit, Russ, Schutt, Sonneneinstrahlung, Windstärke und Windrichtung, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, schneeiger und nicht-schneeiger Niederschlag, Höhenlage der Schneegrenze. Alle diese Faktoren wirken auf die Massenbilanz eines Gletschers.

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Jan10

Gletscher haben mit ihrer Kraft die Landschaften unseres Planeten mitgestaltet. Sie sind für viele Täler, Seen und Hügel verantwortlich und sind gigantische Süsswasserspeicher.

Santa Cruz-Perito Moreno Gletscher; © Mariano Cecowski, CC BY-SA 3.0

Der Perito Moreno Gletscher in Argentinien; © Mariano Cecowski, CC BY-SA 3.0

Wie Gletscher entstehen

Gletscher entstehen dann, wenn mehr Schnee fällt als verdunstet oder abtaut. Es sind keine besonders kalten Winter erforderlich, denn bei mildem Frost kann die Luft mehr Wasserdampf enthalten und daher stärkere Schneefälle als bei tieferen Temperaturen hervorbringen. Die Quantität des Schneeüberschusses ist weniger wichtig als die Qualität, sie entscheidet lediglich wie schnell sich der Gletscher entwickelt. Fallen auf den bereits vorhandenen Schnee weitere Niederschläge, werden die unteren Schneeschichten durch Metamorphose immer weiter zusammengedrückt.

Gletscher Entstehung

Entstehung von Eis

Die Metamorphose des Schnees zu Gletschereis vollzieht sich in mehreren Stadien. Beim frisch gefallenen Schnee schmelzen als erstes die Spitzen der sternförmigen Kristalle, wodurch der Schnee körnig wird. Hierbei wird die Schneemasse dichter und gleichzeitig fester. Der Druck des sich auflagernden Neuschnees trägt zur Verwandlung bei. Wenn dieser Vorgang mehrere Jahre angehalten hat, verfestigt sich dieser körnige Schnee zu Firn. Durch den Druck der darüber liegenden jüngeren Schneemassen kristallisieren sich die Firnkörner zu einem festen Gefüge von Gletschereis.  Ab einer bestimmten Mächtigkeit beginnt der Gletscher durch seine Schwerkraft zu fliessen.

Unterschiedliche Phasen der Vergletscherung

Immer wieder gab es Phasen im Laufe der Erdgeschichte, in denen das globale Klima für eine gewisse Dauer verhältnismässig kalt oder warm war. Die Eiszeiten sind im Vergleich zu den Warmzeiten kurz. Es gab, je nach Definition, etwa vier bis sieben Eiszeitalter, die das Bild der Erde prägten.

Eiszeitalter sind Zeitabschnitte der Erdgeschichte, in denen mindestens ein Pol der Erde vergletschert ist, oder wenn in der nördlichen und südlichen Hemisphäre ausgedehnte Vergletscherungen vorherrschen.

Nach der ersten Definition befindet sich die Erde seit etwa 30 Millionen Jahren im aktuellen Känozoischen Eiszeitalter, da seit dieser Zeit die Antarktis vergletschert ist. Nach der zweiten, engeren Definition begann die derzeitige, bis heute andauernde Eiszeit erst vor etwa 2’7 Millionen Jahren, als auch die Arktis vergletscherte. Sie entspräche damit annähernd dem geologischen Zeitabschnitt Quartär.

Eine gewaltige Eiszeit beherrschte die Erde vor rund 2’3 Milliarden Jahren im Paläoproterozoikum. Später, vor circa 250 Millionen Jahren im Paläozoikum, kam es wieder zu einer starken weltweiten Vergletscherung und die letzte Eiszeit des Känozoikums hält immer noch an.

Klima im Lauf der Erdgeschichte; © Wikimedia

Klima im Lauf der Erdgeschichte; © Wikimedia

Eine Eiszeit wird zwar als Kaltzeit bezeichnet, unterliegt aber dennoch klimatischen Schwankungen: Man unterscheidet kalte Perioden, die sogenannten Glaziale und warme Perioden, die Interglaziale. Die genauen Ursachen von Eiszeiten ist noch nicht geklärt. Sicher erscheint jedoch, dass dabei die Position und Entfernung der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne eine grosse Rolle spielen und die Sonnenaktivität. Als irdische Ursachen werden das Öffnen oder Schliessen von Meeresstrassen, die Bildung von Hochgebirgen und Vulkantätigkeiten angenommen.

Astronaut photo of ash cloud from Mount Cleveland, Alaska, USA; © gemeinfrei

Astronautenfoto einer Aschewolke am Mount Cleveland, Alaska, USA; © NASA, gemeinfrei

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Dez02

Flyer-Titelbild der aktuellen Sonderausstellung im Gletschergarten Luzern "Gletscher der Welt"Gletscher gibt es auf fast jedem Kontinent, unter anderem in den Alpen, in Skandinavien, in den Anden und den Rocky Mountains, im Himalaya und am Kilimanjaro; einzig in Australien gibt es keine Gletscher. Rund 10 Prozent der Landfläche sind heute von Gletschereis bedeckt. Manche Gletscher liegen in grosser Höhe, andere kalben direkt ins Meer, was ein dramatisches und eindrückliches Ereignis sein kann. Die Gletscher und Eisschilde dieser Erde enthalten rund 70 Prozent unserer Süsswasservorräte und spielen in manchen Regionen eine wichtige Rolle bei der Wasserversorgung. Weltweit gibt es zahlreiche Gebiete, die auf Schmelzwasser von Gletschern angewiesen sind bei ihrer Wasserversorgung.

Gletscher sind Landschaftsformer, heute wie früher, prägten die Fjorde Skandinaviens genauso wie das Schweizerische Mittelland während der letzten Eiszeiten. Zahlreiche Gletscher sind touristische Attraktionen, wie beispielsweise der Aletschgletscher bei uns in der Schweiz. Gletscher haben aber auch ihre gefährlichen Seiten; plötzliche Eisabbrüche, Spalten, spontane Entleerungen von Gletscherseen, instabile Seitenmoränen bei sich zurückziehenden Gletscher sind nur einige davon.

Eine neue Sonderausstellung im Gletschergarten in Luzern zeigt noch bis nächsten September Gletscher-Fotos aus der ganzen Welt – ein ungefährlicher Genuss.

Sollten wir uns um die Gletscherrückzüge Sorgen machen?

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Aug12

Blick auf die Stadt Zürich vom Grossmünsterturm. Der grüne Flecken zwischen den Häusern ist der Lindenhof - ein Moränenrest aus der letzten Eiszeit.Vor lauter Hochhäusern und Kranen fallen sie kaum mehr auf in der Stadt Zürich – die zahlreichen Moränenhügel; die stillen Zeugen längst vergangener Zeiten, wesentlich kälterer Zeiten. Die Gletscher der letzten Eiszeiten gruben sich ihren Weg durch die Molasseablagerungen im Alpenvorland. Entlang der Molassehügel lagerten sich Moränenwälle ab. Die meisten Relikte finden wir wir von der letzten Eiszeit, die vor etwa 15’000 Jahren zu Ende ging; der Gletscherrückzug in Zürich begann vor rund 18000 Jahren. Rechts der Limmat gehören Bereiche des mittleren Niederdorfs bis auf die Hohe Promenade zur Seitenmoräne. Linksseitig ist der jüngste Gletscherstand durch den Endmoränenrest am Lindenhof markiert, verläuft über die „Katz“ bis zum Freudenberg, wobei der einstige St. Annahügel Anfangs des 20ten Jahrhunderts durch den Menschen abgetragen worden war. Der Kirchhügel in der Enge ist wiederum ein Rest Seitenmoräne.

Modell von Zürich zur Eiszeit. Vor rund 18000 Jahren lag das Gletscherende im Raume der heutigen Stadt Zürich. Modell an der ETH Zürich in focusTerra.Ältere Gletscherstände früherer Eiszeiten sind durch Moränen am Hönggerberg oder in Ringlikon, nördlich des Üetlibergs, angezeigt.

Moränen bestehen meist aus Gesteinsmaterial sehr unterschiedlicher Beschaffenheit und Grösse. Feiner Sand und Ton enthält grössere Steine und Blöcke, welche weder sortiert noch geschichtet sind.

Die nächste Eiszeit kommt bestimmt – Ja? Wann? Nein? Warum?

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Aug05

Kieshaufen am Rhein bei RheinfeldenDie Schweiz ist steinreich und kann ihren Bedarf an Sand und Kies problemlos selber decken. Kies und Sand bilden wert- und volumenmässig die bedeutendsten Rohstoffe in der Schweiz und werden zum grössten Teil im Mittelland abgebaut. Hier wurde der Kies während der Eiszeiten von den zahlreichen Schmelzflüssen in mächtigen Abfolgen abgelagert. Auf den eiszeitlichen Ursprung deuten auch die Fossilien von arktischen Säugetieren, die immer mal wieder in Kiesgruben gefunden werden, allen voran die eindrücklichen Mammutzähne. Die eiszeitlichen Schotter in den Talfüllungen sind wichtige Grundwasserspeicher und –leiter.

Kies wird mit Baggern abgebaut, per Lastwagen oder Förderband ins Kieswerk transportiert und dort gewaschen und gesiebt. Der Sand und die verschiedenen Korngrössen-Fraktionen finden ihren Einsatz vor allem in der Baubranche bei der Herstellung von Beton aber auch im Strassenbau.

Flusskies (ca. 5-7cm Durchmesser)Ausgebeutete Kiesgruben werden wieder renaturiert. Entweder werden sie zuerst mit Ausbruchmaterial oder Bauschutt verfüllt und dienen dann als Landwirtschaftsland oder die Gruben bleiben als solche bestehen und bieten Heimat für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Aber selbst in einem aktiven Abbaugebiet wird auf eine biologische Verträglichkeit geachtet. So werden in Kiesgruben in inaktiven Bereichen extra Löcher ausgehoben, in denen sich Wasser sammeln kann und Amphibien Zuflucht finden.

Kies im Flussbett oder Kies im Portemonnaie?

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Feb18

Geröll aus Taveyannaz-Sandstein. Stein ist angefeuchtet, damit die grün-schwarze Musterung besser zur Geltung kommt.Seine Herkunft liegt im Glarnerland; seit Tausenden Jahren liegt er nun aber schon im Küsnachter Tobel bei Zürich – der Alexanderstein, benannt nach dem Küsnachter Geologen Alexander Wettstein. Ein hausgrosser Findling, der einst mit dem Linthgletscher während der Eiszeit bis vor die Tore Zürichs transportiert wurde. Der Findling besteht aus Taveyannaz-Sandstein. Dieser ist aufgrund seiner typischen grün-schwarzen Musterung auch als Geröll relativ einfach an Flüssen und Ufern erkennbar. Das harte Gestein besteht vor allem aus Quarzkörnern und kleinen, von Auge meist nicht sichtbaren, vulkanischen Gesteinsresten, welche darauf hindeuten, dass während der Entstehung und während der Deckenüberschiebungen auch vulkanische Aktivität vorhanden war. Die Sandsteine sind 50 bis 35 Millionen Jahre alt, kommen ursprünglich aus den Helvetischen Decken und sind häufig als Geröll in der Unteren Meeresmolasse anzutreffen.

Geröll aus Taveyannaz-Sandstein im KiesbettIm Küsnachter Tobel lassen sich viele geologische Prozesse rund um Erosion und Ablagerung beobachten. Auswaschungen an steilen Prallhängen, Ablagerung an den flachen Gleithängen, Bildung von Kalktuff an Quellaustritten und sogar eine dünne Lage vulkanischer Asche, sogenannter Bentonit ist aufgeschlossen. Falls Sie also an einem Wochenende mal nicht wissen wohin zum Spazieren…

Grün, grau, schwarz, weiss, … welches ist Ihr Lieblingsstein?

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Dez31

Matterhorn-Relief bei dem die Schichten entsprechend der Geologie bemalt sind. Relief fotografiert an der ETHZürich im NO-Gebäude (Erdwissenschaften).Vielleicht feiern Sie Silvester grad in Zermatt? …

Eine Wanderung von Europa nach Afrika dauert geologisch gesehen nicht besonders lange, wenn man durchs Mattertal im Wallis wandert; trockenen Fusses passiert man sogar die ozeanischen Überbleibsel.

Das Matterhorn ist mit Abstand der markanteste Alpengipfel, ein Berg, den man auf der ganzen Welt kennt – wenn schon nicht als Erosionsrest einer afrikanischen Gesteinsdecke, dann zumindest als Schokospitze ;-)

Die berühmte Pyramide besteht aus Gneisen der Dent-Blanche-Decke die afrikanischen Ursprungs sind. Die steilen Flanken, Geologische Karte Matterhorn. Quelle: map.geo.admin.chwelche dem Berg die charakteristische Form verleihen wurden durch Gletscher und Wasser geformt. So war es auch die Erosion, die mit dem Gipfel eine isolierte Decken-Klippe übrig liess – vorübergehend. Unter der Dent-Blanche-Decke liegen Sedimente und Gesteine des ehemaligen Jura-zeitlichen Meeresbodens des Piemonttroges, der zwischen Europa und Afrika lag. Gegen Ende der Kreidezeit vor rund 80 Millionen Jahren setzte die frühe Alpenfaltung ein und die Meeresablagerungen wurden zwischen den granitischen Gesteinen der Kontinentteile eingeklemmt und mit fortschreitender Kollision“verschmiert“. Die afrikanischen Kontinentteile kamen damit über die ozeanischen Reste auf die europäische Platte zu liegen wie wir es heute beobachten.

Ist das Matterhorn für Sie typisch Schweiz oder verbinden Sie damit andere Assoziationen?

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