Gut dokumentierter Ausbruch eines Gletschersees

Jedes Jahr staut sich am Treffpunkt von Gorner- und Grenzgletscher im Kanton Wallis Schmelzwasser zu einem See. Dieser kann sich innerhalb kurzester Zeit entleeren. In der Vergangenheit hat die dadurch ausgeloste Flut wiederholt Schaden in Zermatt verursacht.

Mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds untersuchen Glaziologen und Geophysiker der ETH Zürich, welche Faktoren den Ausbruch des Sees beeinflussen.
Das Schauspiel wiederholt sich von Jahr zu Jahr: Wenn im Frühjahr im Hochgebirge die Schneeschmelze einsetzt, bildet sich unterhalb des Monte Rosa Massivs ein See. Dort wo Gorner- und Grenzgletscher zusammentreffen, wird das Schmelzwasser vom Eis aufgehalten und zum Gornersee gestaut. Sobald der Seespiegel eine (noch unbekannte) kritische Höhe erreicht, beginnt das angestaute Wasser unter dem Gletscher abzufliessen.
Das Spektakel verläuft dabei jedes Jahr etwas anders. Im ungünstigsten Fall entleert sich der volle See, der zur Zeit bis zu vier Millionen Kubikmeter Wasser enthalten kann, innerhalb von wenigen Tagen; in anderen Jahren wiederum dauert dieser Prozess etwas länger an. Auch der Beginn des Ausbruchs und der maximale Seespiegel variieren. Manchmal fliesst das Wasser bereits Ende Juni ab, manchmal jedoch wird es August, bis sich der See entleert.
Welche Faktoren den Ausbruch des Sees genau steuern, untersucht Martin Funk, Professor für Glaziologie an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich nun zusammen mit seinem Team in einem vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützten Projekt. Dabei geht es, wie Martin Funk festhält, nicht nur um wissenschaftliche Fragen, denn in der Vergangenheit verursachte der Ausbruch des Gornersees wiederholt Schäden. So demolierte die Flut in den Jahren 1900, 1944 und 1966 in Zermatt Häuser und Brücken und überschwemmte Kulturland. Geringfügige Schäden wurden letztmals im Jahr 1974 verzeichnet, als der Abfluss eine Spitze von beachtlichen 200 Kubikmetern pro Sekunde erreichte. «Solche Seeausbrüche stellen das grösste Schadenpotenzial dar, das Gletscher bergen», erklärt Martin Funk. Auch im benachbarten Saasertal staute sich das Wasser der Saaser Vispa regelmässig zu einem See, als der Allalingletscher noch bis ins Tal hinunter reichte. Verbreitet ist das Phänomen von Gletschersee-Ausbrüchen auch im Himalaja, in den Anden und in Island.
Wegschmelzen oder Aufbrechen?
Im Vergleich zu früher ist der Ausbruch des Gornersees heute nicht mehr ganz so bedrohlich. Weil der Gletscherstand vor einigen Jahrzehnten einiges höher lag, sammelte sich ein Mehrfaches der heutigen Wassermengen an. Dennoch darf die Gefährdung, die von diesem See ausgeht, nicht unterschätzt werden. Für die betroffene Bevölkerung wäre es natürlich günstig zu wissen, wann und wie schnell sich der Gornersee leeren wird. Genau dies vorauszusagen fällt den Glaziologen aber noch schwer. Denn die Mechanismen, die sich bei der Leerung des Sees abspielen, werden noch nicht richtig verstanden. «Wir wissen zum Beispiel nicht, wie das Wasser genau durch den Gletscher fliesst», erklärt Martin Funk. «Das Wasser könnte sich zum Beispiel langsam durch Wegschmelzen einen Weg bahnen. Möglich wäre aber auch, dass durch den Wasserdruck im Eis Risse entstehen.»
Um Antworten auf diese Fragen zu erhalten, haben die ETH-Forschenden ein umfangreiches Messdispositiv auf dem Gletscher eingerichtet. Fünf GPS-Messstationen registrieren die Eisbewegungen zentimetergenau. Zusätzlich werden ungefähr dreissig Markierstangen von Laser-Theodolithen alle ein bis drei Stunden automatisch eingemessen. Mit Hilfe von Geophonen und Seismometern des Instituts für Geophysik der ETH Zürich werden zudem die Erschütterungen im Gletscher registriert. «Wir hoffen, dass uns die seismischen Signale, welche die Geophone aufzeichnen, Hinweise auf Rissbildungen im Gletscher geben», so Martin Funk. Schliesslich misst das Team auch noch an verschiedenen Stellen den Wasserdruck im Gletscher und überwacht mit einer Kamera und einem Pegelmessgerät, wie sich der Seespiegel verändert.
Hebung um drei Meter
Wie kompliziert die Vorgänge während des Ausbruchs sind, zeigen die Messungen des letzten Sommers. Damals entleerte sich der Gornersee Anfang Juli innerhalb von vier Tagen. Die Geräte zeichneten dabei bemerkenswerte Bewegungen auf. So hob sich das Eis direkt am Rand des Sees um bis zu drei Meter in die Höhe. Wenige hundert Meter unterhalb davon bewegte sich der Gletscher ganz anders. Das Eis hob sich dort zwar auch, aber nur um maximal 20 Zentimeter. Der grosse Unterschied erstaunte die Forschenden. Mit der diesjährigen Messkampagne, die zur Zeit im Gang ist, möchten sie nun die Prozesse in den beiden Bereichen genauer studieren. «Wir vermuten, dass sich der Gletschersee genau dann zu leeren beginnt, wenn das Wasser durch den Überdruck die Eisbarriere anzuheben vermag», meint Martin Funk.
Dass die Forschenden just am Gornergletscher ihre Unter-suchungen durchführen, hat mehrere Gründe. Zum einen ist der Gornersee in der Schweiz in seiner Art einzigartig und deshalb geradezu prädestiniert für eine solche Prozessstudie. Zum anderen richtete die Betreiberin des Kraftwerks «Grande Dixence» wenig unterhalb des Gletscherendes Mitte der sechziger Jahre eine Wasserfassung ein, von wo aus sie ein Teil des Schwelzwassers in den Lac des Dix leitet. Seither werden bei der Wasserfassung die Abflussmengen kontinuierlich aufgezeichnet. «Dank dieser Messstation haben wir präzise Daten zu den Ausbrüchen der letzten 40 Jahre», erklärt Martin Funk. «So etwas ist weltweit einmalig.»
Die Auswertung der früheren Abflussdaten bestätigte, dass der Verlauf des Seeausbruchs sehr variabel verläuft. In gewissen Jahren erreichte der Abfluss beispielsweise mehrere Spitzen. Basierend auf den historischen Daten und den aktuellen Messungen möchten die ETH-Glaziologen ein Modell entwickeln, mit dem zukünftige Ausbrüche genauer voraussagt werden können.Fur weitere Informationen:,Prof. Martin Funk,Versuchsanstalt fur Wasserbau,Hydrologie und Glaziologie,Gloriastrasse 37/39,ETH Zentrum, VAW D 20,CH-8092 Zurich,Tel: [phone],Fax: [phone],E-Mail: [e-mail]

Länder

Schweiz