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Felsstürze im Hochgebirge

Die Destabilisierung von Felswänden geschieht nicht von heute auf morgen. Sie ist vielmehr das Ergebnis eines langen Prozesses, der viele Tausende von Jahren dauern kann. Je nach Felsstruktur (z.B. Klüfte, Schichtung, Festigkeit) und Topographie wirken Erosionsprozesse langsamer oder schneller. Im Hochgebirge spielen zudem Gletscher und Permafrost eine wichtige Rolle. Verschiedene Faktoren können zur Bildung und Öffnung von Klüften führen und den Fels so mehr und mehr destabilisieren:

  • Temperaturänderungen im Wechsel der Jahreszeiten
  • Eisdruck in Felsklüften (kryostatischer Druck)
  • Erosion durch Gletscher
  • Wechselnde Gletscherstände
  • (Intensive) Regenfälle (hydrostatischer Druck, Wärmeeintrag)

Diese Faktoren wirken über ganz unterschiedliche Zeitspannen. Temperaturänderungen im Wechsel der Jahreszeiten können dem Fels über Jahrtausende zusetzen. Intensive Regenfälle werden hingegen erst dann entscheidend, wenn bereits offene Klüfte vorhanden sind, in denen sich das Wasser stauen kann und so Druck auf den Felsen ausübt. Druck durch Eis in den Klüften ist ein wichtiger Faktor im Hochgebirge. Dieser Eisdruck entsteht, wenn Niederschlagswasser oder Wasser aus den Porenräumen des Gesteins in die Klüfte gelangt und dort gefriert. Dabei dehnen sich die entstehenden Eiskeile aus und sprengen den Fels.

Im Laufe der Eiszeiten haben die Gletscher bereits steile Bergflanken geformt. Wenn die Gletscher zurückgehen, können steile Felsflanken freigelegt werden und eine wichtige Stütze verlieren.

Entstehung Bergsturz

Grafik: Zeitspannen bei der Entstehung eines Felssturzes, R. Kenner, SLF


Die Rolle des Permafrostes

Permafrost bezeichnet Boden oder Felsuntergrund, dessen Temperatur während vieler Jahre unter null Grad Celsius bleibt. Permafrost in Felswänden findet man in den Alpen in Gebieten oberhalb von 2500 Metern, an Südwänden erst ab 3000 Metern Meereshöhe. Im Zusammenhang mit Felsstürzen spielt der Permafrost zwei unterschiedliche Rollen:

  • Stabilisierend: Eis in den Felsklüften wirkt wie eine Art Kleber, der loses Gestein verbindet und den zerklüfteten Fels zusammenhält.
  • Destabilisierend: Permafrost fördert die Prozesse, die zu Eisdruck in den Klüften führen. Er zieht Wasser aus den wärmeren Felspartien und begünstigt das Wachstum von Eiskeilen in den Klüften.

Permafrost kann also die Zerklüftung von Felswänden beschleunigen, diese Schwachstellen aber gleichzeitig stabilisieren.

Die Rolle der Klimaerwärmung

Die Klimaerwärmung beschleunigt einige Prozesse:

  • Vielerorts erwärmt sich der Fels in Permafrost-Gebieten, das zeigen Messungen des SLF und des PERMOS-Messnetzes an verschiedenen Standorten in den Schweizer Alpen. Und zwar etwa im gleichen Masse, wie sich auch die Lufttemperatur erwärmt. Wenn sich das Eis in den Felsklüften erwärmt, vermindert sich seine stabilisierende Wirkung. Wenige Grad Celsius unter Null nimmt die Festigkeit markant ab. Dadurch können steile Gebirgsflanken instabil werden und Felsstürze in Permafrost-Gebieten zunehmen.
  • Gletscher können Felswände mechanisch stützen. Durch das Abschmelzen des Eises als Folge der Klimaerwärmung, fällt diese Stütze weg. Fels, der bereits brüchig ist, kann unter Umständen zusammenstürzen.
  • Zunahme von Starkregen im Hochgebirge: Dringt viel Wasser in den Fels ein, übt es einen grossen hydrostatischen Druck aus, wodurch Brüche entstehen können. Ausserdem bringt der Regen Wärme in den Fels und bringt das Eis in den Felsklüften zum Schmelzen.

Unterscheidung von Berg- und Felsstürzen

Von einem Bergsturz spricht man, wenn mehr als eine Million Kubikmeter Fels abstürzt. Bei kleineren Volumen spricht man von Felsstürzen, bei einzelnen Steinen oder Blöcken von Steinschlag.

Kontakt

Dr. Marcia Phillips, Leiterin Forschungsgruppe "Permafrost und Schneeklimatologie"

Weiterführende Informationen:

Rothorn

Felssturz am Parpaner Weisshorn am 29. November 2016 (Foto Tom Meissen)