ETH-onderzoekers hebben een rotsgletsjer in het kanton Wallis geïdentificeerd die zeer snel degradeert en beweegt. Gelukkig, het vormt geen directe bedreiging voor mensen en infrastructuur.

Rots gletsjers, met ijs en steenpuin als alpine permafrost, veranderen snel en ingrijpend als reactie op de klimaatverandering. Ze creëren het risico van massabewegingen als ze bergafwaarts kruipen, verdwijnen, verspreiden en soms instorten. De vraag is of deze gletsjers potentieel een bedreiging kunnen vormen voor de omgeving, inclusief omwonenden en infrastructuur.

Om deze vraag te beantwoorden, onderzoekers van een aantal ETH-instituten, en van de ETH-spin-off Terrasense, een gedetailleerde studie hebben uitgevoerd van een rotsgletsjer gelegen aan de voet van de Furggwanghorn-berg in de Turtmann-vallei, in het kanton Wallis. Hun studie is zojuist gepubliceerd in het tijdschrift Permafrost en periglaciale processen .

"Om de potentiële dreiging te identificeren, je moet eerst de staat van de rotsgletsjer vaststellen, en begrijpen hoe het zich gedraagt, " zegt Thomas Buchli, een voormalig doctoraal onderzoeker in de leerstoel Geotechnische Engineering aan de ETH Zürich. "Er zijn hier nog wat hiaten in onze kennis."

Hoewel er veel studies bestaan ​​over rotsgletsjers, wetenschappers hebben zich over het algemeen gericht op het meten van hun oppervlakte- en interne temperaturen, evenals hun oppervlaktekruipsnelheden. "De interactie tussen de bodemmechanica, de grondtemperatuur en het water in een rotsgletsjer zijn nog nooit zo gedetailleerd onderzocht, Buchli benadrukt. Verschillende metingen moeten worden gecombineerd om dit te bereiken. Het meeste onderzoek is tot nu toe beperkt tot aspecten als temperatuur of oppervlaktebewegingen, en deze informatie is vergeleken met andere rotsgletsjers. Maar deze vergelijkingen zijn niet altijd nuttig om een ​​individuele rotsgletsjer te begrijpen.

Bij het schrijven van zijn proefschrift, de geotechnisch ingenieur Buchli werkte samen met geofysici, hydrologen en geologen, met behulp van een indrukwekkend arsenaal aan meet- en monitoringapparatuur dat op en nabij de rotsgletsjer Furggwanghorn was opgesteld.

Onder andere, de onderzoekers gebruikten radar- en lasermeetapparatuur om het oppervlak te karakteriseren. Met behulp van GPS, ze bepaalden ook de oppervlaktekruipsnelheid van de rotsgletsjer. Om de structuur van de grond te onderzoeken, de temperatuur en het watergehalte, evenals de interne kruipsnelheden, de ingenieurs boorden verschillende gaten tot 30 meter diep in de permafrost. Ze plaatsten thermistoren om de temperatuur te meten en ook nieuwe hellingsmeters in deze boorgaten. Sommige metingen waren uniek:in één boorgat, bijvoorbeeld, Buchli was in staat om voor het eerst continue kruipbewegingen van de rotsgletsjer tot drie meter hoog te detecteren. Met geofysisch onderzoek hebben de onderzoekers aanvullende informatie gekregen over de gelaagdheid en structuur van de rotsgletsjer.

Door de gegevens aan elkaar te koppelen, de onderzoekers waren in staat om een ​​uniek gedetailleerd beeld en een grondmodel te verkrijgen dat hielp om het gedrag van de rotsgletsjer te verklaren.

Het was opvallend hoe snel en krachtig het oppervlak van de rotsgletsjer bewoog en veranderde tijdens de onderzoeksperiode. Wetenschappers wisten al dat de Furggwanghorn-rotsgletsjer sneller opwarmt en degradeert dan de meeste andere rotsgletsjers. "Toch, Ik was verrast door de snelheid, "zegt Buchli. "Kantelend, draaien, verzakken - alles op de rotsgletsjer was op de een of andere manier constant in beweging."

Echter, de rotsgletsjer bewoog niet als één massa, maar in secties. Het bewoog zich meer dan enkele meters per jaar bergafwaarts in een deel van het frontale gebied, terwijl de beweging in zijn accumulatiezone slechts enkele decimeters was en volledig statisch was in een ander deel van het voorste gedeelte.

Verschillende factoren kunnen worden beschouwd als aanjagers van deze veranderingen:regenval, verwarmende luchttemperaturen, watergehalte en natuurlijk de temperatuur en samenstelling van de permafrost. "Er zijn veel factoren die een rotsgletsjer beheersen. Het is moeilijk om er maar één van te isoleren, ' zegt Buchi.

"De rotsgletsjer Furggwanghorn is ook relatief warm, " zegt de geotechnisch ingenieur. Aan het begin van de metingen, de temperaturen in de kern van de permafrost lagen iets onder het vriespunt. Oppervlaktewater bevriest niet noodzakelijkerwijs en stroomt door een systeem vol poriën en scheuren. Als de permafrost kouder was, het water zou in ijs veranderen. Deze permafrost zou een meer continue ijsfase bevatten, en dus sterker en minder doorlatend zijn.

Gedurende de zes jaar van metingen stegen de temperaturen in de permafrost continu. Ze zijn momenteel nauwelijks boven nul in grote delen van de rotsgletsjer.

"Al tijdens het boren, realiseerden we ons dat de rotsgletsjer relatief warm moest zijn, omdat de boorkop steeds op plekken kwam met vrij water, " herinnert Buchli zich.

Water dat door de rotsgletsjer stroomt, zou ook verantwoordelijk moeten zijn voor enkele oppervlaktevervormingen, hij zegt. Water transporteert warmte van buiten naar de rotsgletsjer. De permafrost ontdooit, en veroorzaakt verzakkingen in de grond erboven. Echter, de onderzoekers hebben nog niet helemaal begrepen hoe het water door de rotsgletsjer stroomt. "De waterstroom door een rotsgletsjer is zeer complex en moeilijk te onderzoeken, ' zegt Buchi.

De onderzoekers konden geen direct gevaar vinden voor het gebied eronder – in dit geval het Turtmanndal. Het is waarschijnlijker dat de rotsgletsjer, of delen ervan, zal stilletjes verdwijnen, laat niet-bevroren puin achter. "Deze kunnen in het ergste geval een puinstroom veroorzaken tijdens zeer zware regenval en vervolgens een zeer reële bedreiging vormen, " zegt Buchli. In het geval van de Furggwanghorn-rotsgletsjer, echter, de onderzoekers hebben geen aanwijzingen gevonden voor een ontwikkeling in deze richting. Toch, rotsgletsjers vereisen nog steeds constante monitoring.