Permafrost i kontinuerlig bevægelse

ETH -forskere har identificeret en klippegletsjer i kantonen Valais, der nedbrydes og bevæger sig meget hurtigt. Heldigvis, det udgør ikke en umiddelbar trussel mod mennesker og infrastruktur.

Rock gletsjere, indeholdende is- og klippeaffald som alpine permafrost, ændrer sig hurtigt og dybt som reaktion på klimaændringer. De skaber risiko for massebevægelser, når de kryber ned ad bakke, aftage, spredes og undertiden kollapser. Spørgsmålet er, om disse gletschere potentielt kan udgøre en trussel mod det omkringliggende område, herunder lokale beboere og infrastruktur.

For at besvare dette spørgsmål, forskere fra en række ETH -institutter, og fra ETH spin-off Terrasense, har udført en detaljeret undersøgelse af en klippegletsjer ved foden af ​​Furggwanghorn -bjerget i Turtmann -dalen, i kantonen Valais. Deres undersøgelse er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Permafrost og periglaciale processer .

"For at identificere den potentielle trussel, du skal først undersøge klippegletsjerens tilstand, og forstå, hvordan det opfører sig, "siger Thomas Buchli, en tidligere forsker i formand for geoteknisk teknik ved ETH Zürich. "Der er stadig nogle huller i vores viden her."

Selvom der findes mange undersøgelser om stengletsjere, forskere har generelt fokuseret på at måle deres overflade og indre temperaturer, samt deres overflade krybningshastigheder. "Samspillet mellem jordmekanikken, jordtemperaturen og vandet inde i en klippegletsjer er aldrig blevet undersøgt så detaljeret, "Buchli understreger. Forskellige målinger skal kombineres for at opnå dette. De fleste undersøgelser til dato har været begrænset til aspekter såsom temperatur eller overfladebevægelser, og disse oplysninger er blevet sammenlignet med andre stengletsjere. Men disse sammenligninger er ikke altid nyttige til at forstå en individuel stengletsjer.

Da han skrev sin afhandling, den geotekniske ingeniør Buchli samarbejdede med geofysikere, hydrologer og geologer, ved hjælp af et imponerende arsenal af måle- og overvågningsudstyr, der var placeret på og i nærheden af ​​Furggwanghorn -gletsjeren.

Blandt andet, forskerne brugte radar- og lasermåleapparater til at karakterisere overfladen. Ved hjælp af GPS, de bestemte også overfladens krybningshastighed på stengletsjeren. For at undersøge jordens struktur, temperatur og vandindhold, samt de interne krybningshastigheder, ingeniørerne kede flere huller op til 30 meter dybt ned i permafrosten. De indsatte termistorer for at måle temperaturen og også nye skråmålere i disse boringer. Nogle af målingerne var unikke:i et borehul, for eksempel, Buchli var i stand til for første gang at opdage kontinuerlige krybningsbevægelser ved klippebreen på op til tre meter. Forskerne opnåede yderligere information om stratificering og struktur af klippebreen med geofysiske undersøgelser.

Ved at koble dataene sammen, forskerne var i stand til at få et unikt detaljeret billede og en grundmodel, der hjalp med at forklare stengletscherens adfærd.

Det var slående, hvor hurtigt og kraftfuldt overfladen af ​​stengletsjeren bevægede sig og ændrede sig i undersøgelsesperioden. Forskere vidste allerede, at Furggwanghorn -gletsjeren varmes og nedbrydes hurtigere end de fleste andre stengletsjere. "Ikke desto mindre, Jeg blev overrasket over hastigheden, "siger Buchli." Vipning, vridning, faldende - alt på klippebreen var på en eller anden måde i konstant bevægelse. "

Imidlertid, klippebreen bevægede sig ikke som en masse, men i sektioner. Det bevægede sig ned ad bakke over flere meter om året i en del af frontområdet, mens bevægelsen i dens akkumulationszone kun var et par decimeter, og den var helt statisk i en anden del af frontdelen.

Forskellige faktorer kan betragtes som drivkræfter for disse ændringer:nedbør, opvarmning af lufttemperaturer, vandindhold og selvfølgelig temperaturen og sammensætningen af ​​permafrosten. "Der er mange faktorer, der styrer en stengletscher. Det er svært at isolere bare en af ​​dem, «siger Buchli.

"Furggwanghorn -gletsjeren er også relativt varm, "siger den geotekniske ingeniør. I begyndelsen af ​​målingerne, temperaturerne i kernen af ​​permafrosten var lidt under frysepunktet. Overfladevand fryser ikke nødvendigvis og strømmer gennem et system fyldt med porer og revner. Hvis permafrosten var koldere, vandet ville blive til is. Denne permafrost ville indeholde en mere kontinuerlig isfase, og derfor være stærkere og mindre gennemtrængelig.

Temperaturerne steg kontinuerligt i permafrosten i løbet af de seks års målinger. De er i øjeblikket knap over nul i store områder af klippebreen.

"Allerede under boring, vi indså, at stengletsjeren skulle være relativt varm, fordi borehovedet blev ved med at støde på steder med frit vand, "Husker Buchli.

Vand, der strømmer gennem klippegletsjeren, bør også være ansvarlig for nogle af overfladeformationer, han siger. Vand transporterer varme udefra til klippegletsjeren. Permafrosten optøer, og forårsager nedsynkning i jorden ovenover. Imidlertid, forskerne har endnu ikke helt forstået, hvordan vandet strømmer gennem klippebreen. "Vandstrømmen gennem en klippegletsjer er meget kompleks og vanskelig at undersøge, "Siger Buchli.

Forskerne kunne ikke finde nogen umiddelbar fare for området nedenfor - i dette tilfælde Turtmann -dalen. Det er mere sandsynligt, at klippebreen, eller dele af den, vil stille og roligt aftage, efterlader ufrosset affald. "Disse kan udløse en affaldsstrøm under meget kraftig nedbør i værste fald og derefter udgøre en meget reel trussel, "siger Buchli. I tilfælde af Furggwanghorn -gletsjeren, imidlertid, forskerne har ikke fundet tegn på en udvikling i denne retning. Ikke desto mindre, klippegletsjere kræver stadig konstant overvågning.