“Der Kaukasus ohne Mütze” – die Gletscher schmelzen

Warum das Eis in den Bergen schmilzt und was dadurch geschehen kann

Infolge der Klimaerwärmung ist die Fläche der Kaukasus-Gletscher zwischen 1986 und 2014 um etwa 16% zurückgegangen, so ein internationales Forschungsteam mit Levan Tielidze von der Staatsuniversität Tbilissi und Stanislav Kutuzov, Geograph der HSE-Universität Moskau. Gletscher, die nicht mit Gesteinsschutt bedeckt sind, haben demnach stärker abgenommen als bedeckte und damit eher geschützte Gletscher. Die von den Kaukasus-Gletschern bedeckte Fläche nimmt jährlich um etwa 0,5% ab – ein auffälliger Verlust, wie die Forscher im Fachmagazin The Cryosphere berichten.

Im Lauf von gut drei Jahrzehnten ist die Fläche von 692 km2 auf 590 km2 zurückgegangen, wie die Studie über 659 Gletscher des Großkaukasus zeigt. Für die Untersuchung wurden Satellitenbilder von 1986, 2000 und 2014 verwendet (Landsat- und SPOT-Satellitensysteme). Es ist wichtig zu verstehen, “ob die Gletscher ‘schmutziger’ werden, was bedeutet, dass sich auf ihrer Oberfläche mehr Gestein ansammelt”, sagte Mitautor Kutusov.

Wenn die Gletscher nämlich einerseits schmutziger und dunkler werden, beginnen sie schneller zu schmelzen, obwohl eine beträchtliche Menge an Gesteinsschutt als Abdeckung dient, welche die Gletscher auch schützt. Einige der Gletscher auf der Halbinsel Kamtschatka schmelzen nämlich trotz Klimawandels nicht, da sie mit vulkanischem Gestein bedeckt sind. Der Gletscher ist wie in einem Kühlschrank versiegelt und beginnt sogar, sich nach unten zu bewegen”, erklärte der Glaziologe.

Bewegtes Eis: Felsstürze drohen

Die Menschen müssen verstehen, was mit den Gletschern geschieht, um Veränderungen im Wasserhaushalt der Gebiete vorhersehen zu können. Dies ist besonders relevant für Regionen, in denen schmelzende Gletscher Quellen für Süßwasser sind. “Im Kaukasus beeinträchtigen schmelzende Gletscher die Wasserversorgung nicht so stark wie beispielsweise in den tropischen Anden oder in Zentralasien, wo geschmolzenes Gletscherwasser eine wichtige Ressource ist”, erklärte der Forscher. “Hier haben Regen- und Schneefälle einen größeren Einfluss auf den Wasserfluss, aber natürlich verändert sich der Wasserhaushalt, und die Hochwasserminima und -maxima verschieben sich.” Außerdem könnten schmelzende Gletscher gefährliche Naturphänomene hervorrufen. Der Rückzug der Gletscher und der abnehmende Permafrost führen zu Hanginstabilitäten, sagte Kutusow. Das verstärke das Risiko von Felsstürzen und Erdrutschen.

Zerstörerische Schlammströme

Gletscherströme können schließlich auch zu Seen und Schlammströmen führen. Berstende Seen bedeuten einen spontanen Wasserausbruch durch Auswaschung des Moränenrückens. Am häufigsten geschieht das bei proglazialen Seen. Sie entstehen in proglazialen Tälern, wo Moränenrücken den Wasserabfluss behindern. Und wenn der Moränenrücken z.B. durch einen Felssturz, die Abspaltung eines großen Gletscherteils oder intensive Regenfälle zerstört wird, rauscht das Wasser nach unten. Auf diese Weise entstehen Schlammströme, die talabwärts Zerstörungen verursachen können. Kutusow sagte, das geschehe auch im Kaukasus. Zum Beispiel starben bei einem Ausbruch des Baschkara-Proglazialsees im September 2017 drei Menschen, und fast 8.000 wurden in der Elbrus-Region vom Rest der Welt abgeschnitten.

Nicht nur die Polarregionen verlieren durch den Klimawandel immer mehr Eis, auch die Gletscher der Hochgebirge tauen. Im Himalaya hat sich der Eisverlust gegenüber dem Zeitraum von 1975 bis 2000 verdoppelt, im Tien Shan sogar verdreifacht. In den Alpen schmelzen die Berggletscher sogar fast doppelt so schnell wie im weltweiten Gebirgs-Durchschnitt, sie könnten bis zum Jahr 2100 ihr komplettes Eis verlieren. Selbst an den höchsten Gipfeln wie dem Montblanc ist der Gletscherschwund erschreckend deutlich sichtbar.

Zwillingssysteme

Gegenwärtig schrumpfen die Gletscher im Kaukasus sogar schneller als in den Alpen. Der Vergleich dieser beiden Bergregionen ist kein Zufall. Der Kaukasus und die Alpen sind sich in Bezug auf ihre geografische Lage, ihre Fläche und die Art der Vergletscherung nämlich sehr ähnlich. Einige Studien haben gezeigt, dass die Gletscher im Kaukasus und in den Alpen aufgrund des Klimawandels doppelt so schnell an Masse verlieren wie die durchschnittlichen globalen Bergregionen. Die Abschmelzung hat in den vergangenen zwei Jahrzehnten zugenommen.

Schwund des Gletschers am Piz Boé in der Sella-Gruppe 1905 und 2003 – Foto © gletscherarchiv.de

Laut dem RAS Institute of Geography lässt sich dies mit den gestiegenen Sommertemperaturen und der “zunehmenden Sonneneinstrahlung bei gleich bleibenden Niederschlägen erklären”, sagte Kutusow. Es wurden auch weniger offensichtliche Faktoren berücksichtigt. Die Analyse der Eiskerne vom Elbrus hat gezeigt, dass die Menge des Staubes, der aus den Wüsten des Nahen Ostens und der Sahara in den Kaukasus transportiert wird, zugenommen hat. Dies könnte auch das Abschmelzen von Schnee und Eis fördern.

Der verborgene Kaukasus

Die Gletscher des Kaukasus werden mit der wachsenden Trümmerschicht “schmutziger”. Von 1986 bis 2000 hat sich ihre Moränenbedeckung von 48 km2 1986 auf 55 km2 im Jahr 2000 ausgeweitet. 2014 waren es etwa 80 km2. Inzwischen wächst die Moränenbedeckung heterogen. An den Nordhängen sammelt sich viel mehr Schutt an. Dies ist laut Kutusow wahrscheinlich auf die unterschiedliche Lage der Gletscher an den Süd- und Nordhängen des Großkaukasus zurückzuführen. Die Südhänge haben tendenziell kleinere Gletscher mit viel steileren Flächen. Die Gletscher an den Nordhängen sind im Durchschnitt weniger steil, länger und erreichen niedrigere Höhen als die nach Süden ausgerichteten Gletscher, sammeln daher mehr Schutt in den Tälern. Relativ gesehen nehmen die kleinen Gletscher an den Südhängen, die sauberer sind, jedoch schneller ab. Es sieht so aus, als ob die Dicke der Trümmerschicht das Abschmelzen des Eises beeinflusst.

Den Gletscherschwund verhindern kann aber auch die zunehmende Geröllauflage nicht, wie die ermittelten Abtauraten belegen. „Der Eisverlust seit den 1960er Jahren deutet daraufhin, dass der abschirmende Effekt der Geröllauflage den Gletscherrückzug nur teilweise ausgleichen kann“, konstatieren Tielidze und Kollegen. Wie sich Eisverlust und Geröllauflage in Zukunft entwickeln, müsse daher weiter untersucht und beobachtet werden.

Abstrakt aus The Cryosphere

“Das Wissen über die supra-glaziale Schuttdecke und ihre Veränderungen ist im Großkaukasus trotz neuerer Gletscherstudien nach wie vor unvollständig. Hier präsentieren wir Daten zur supra-glazialen Schuttbedeckung von 659 Gletschern im Grosskaukasus auf der Grundlage von Landsat- und SPOT-Aufnahmen aus den Jahren 1986, 2000 und 2014. Wir kombinierten halbautomatische Methoden zur Kartierung des sauberen Eises mit der manuellen Digitalisierung von schuttbedeckten Gletscherteilen und berechneten die supra-glaziale Schuttbedeckung als Residuum zwischen diesen beiden Karten. Die Genauigkeit der Ergebnisse wurde durch die Verwendung von hochauflösenden Google Earth-Bildern und GPS-Daten für ausgewählte Gletscher bewertet… Trümmerfreie Gletscher wiesen höhere Flächen- und Längenreduktionen auf als trümmerbedeckte Gletscher. Die beobachtete Zunahme der supra-glazialen Schuttdecke ist an den Nordhängen deutlich stärker. Insgesamt haben wir während des Untersuchungszeitraums eine durchschnittliche Gletscheraufwärtswanderung der supra-glazialen Schuttdecke von etwa 3015 bis 3130 m Höhe beobachtet.

Die supra-glaziale Trümmerbedeckung beeinflusst die Oberflächenschmelze mit zunehmender Ablation bei dünner Trümmerbedeckung (weniger als einige cm) oder abnehmender Ablation bei kontinuierlicher dicker Trümmerbedeckung (Östrem, 1959; Nicholson et al., 2018). Die Gewinnung von Informationen über die Schuttbedeckung ist nicht nur im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf den Gletscherabtrag relevant, sondern auch, weil sie ein wichtiger Teil des Sedimenttransportsystems (supra-, englazial und subglazial) im Kalt- und Hochgebirge ist (Kellerer-Pirklbauer, 2008), die letztlich die Gesamtdynamik und die Massenbilanz der Gletscher beeinflussen. Mehrere Studien zeigen eine Zunahme der schuttbedeckten Fläche bei gleichzeitigem Gletscherschwund und Massenverlust (Deline, 2005; Stokes et al., 2007; Kirkbride und Deline; 2013; Glasser et al., 2016).

Für Regionen, in denen die lokale Bevölkerung von der Gletscherschmelzwasserversorgung abhängig ist, sind detaillierte Kenntnisse der Gletscherhydrologie wichtig, um eine nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen zu gewährleisten (Baraer et al., 2012). Eine Schwierigkeit solcher Untersuchungen ist mit dem begrenzten Wissen über die großräumige Ausdehnung, Dicke und Eigenschaften der supra-glazialen Schuttdecke verbunden. Feldmessungen von Schuttschichten haben in großem Maßstab praktische Schwierigkeiten, und Methoden zur Abschätzung der supra-glazialen Schuttdecke mit Hilfe von Fernerkundung und Modellierung sind noch in der Entwicklung (Zhang et al., 2016; Rounce et al., 2018). Mehrere Studien haben auch über die Rolle der Schuttdecke bei der Förderung der Bildung supra-glazialer Seen berichtet (Thompson et al., 2016; Jiang et al., 2018), die in direktem Zusammenhang mit glazialen Gefahren stehen (Benn et al., 2012). Daher ist es notwendig, die supra-glaziale Schuttbedeckung bei der Beurteilung der zeitlichen Veränderung von Gebirgsgletschern zu berücksichtigen.

Eis- und Schneeschmelze im Großkaukasus sind wichtige Abflussquellen für besiedelte Orte in vielen Teilen der Kaukasusregion (Tielidze, 2017). Frühere Studien haben auch gezeigt, dass in dieser Region die supra-glaziale Schuttbedeckung eine wichtige Kontrolle für den Eisabtrag (Lambrecht et al., 2011) und eine Komponente in der Massenbilanz der Gletscher ist (Popovnin und Rozova, 2002). Daher ist die korrekte Abgrenzung der supra-glazialen Schuttdecke im Grosskaukasus für die korrekte Modellierung der zukünftigen Gletscherentwicklung von entscheidender Bedeutung. Eine kürzlich durchgeführte globale Studie (Scherler et al., 2018) kam zu dem Schluss, dass die supra-glaziale Schuttdecke im Kaukasus und im Nahen Osten reichlich vorhanden ist (mehr als 25 % der Gletscherfläche) und dass der Kaukasus weltweit den höchsten Prozentsatz an supra-glazialer Schuttdecke aufweist. Frühere Studien wiesen jedoch auf eine geringere relative supra-glaziale Schuttbedeckung hin als unsere Studie im Großkaukasus, beschränken sich aber auf kleinere Regionen (Stokes et al., 2007) oder einzelne Gletscher (Lambrecht et al., 2011; Popovnin et al., 2015). Scherler et al. (2018) verwendeten die Gletscherumrisse aus der Datenbank Randolph Glacier Inventory (RGI) v6 (RGI Consortium, 2017), wobei einige Geolokalisierungsfehler und nominale Gletscher, die die Gletscherfläche durch eine Ellipse darstellen und in das RGI aufgenommen wurden, um eine globale Abdeckung zu erreichen, falls keine anderen Informationen verfügbar waren (Pfeffer et al., 2014).

Wir haben die Veränderungen der supra-glazialen Trümmerbedeckung der letzten 30 Jahre in der Großkaukasusregion dargestellt. Manuelle und halbautomatische Digitalisierung von Satellitenbildern (Landsat, SPOT und Google Earth) wurden zur Unterscheidung des von supra-glazialen Trümmern bedeckten Gebiets in den Jahren 1986, 2000 und 2014 verwendet. Wir erwarten, dass diese Studie das vorhandene Wissen für diese Region erheblich verbessern wird.

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