Physiogeographisches Seminar

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Physiogeographisches Seminar
Global Change Sturzprozesse
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Gliederung

• Begriffsdefinitionen
• Methodik
• Gesteinsbezogene Sturprozesse
• Gletschersturz
• Zusammenfassende Bewertung
• Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

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Begriffsdefinitionen

• Wann spricht man von Sturzprozessen ?
• Wenn Festgestein (Eis) betroffen ist,
• die Bewegung rasch erfolgt und
• die Gravitation den Antrieb darstellt
• Differenzierung der Sturzprozesse ...

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Begriffsdefinitionen (2)

• Steinschlag
• Felssturz
• Bergsturz
• Gletschersturz (Eissturz)

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Begriffsdefinitionen (3)

• Differenzierung innerhalb der Sturprozesse
• Prozessablauf (Initialphase, Fahrbahn, ...),
  Dimension
• Dimensionen der einzelnen Prozesse
• Steinschlag Einzelblöcke mit max. 1m Durchmesser
  (BUWAL 2m)
• Felssturz ...zwischen Steinschlag u. Bergsturz
• Bergsturz Volumen gt 1Mio m³ bzw.
• Fläche gt 0,1km² (ABELE)

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Begriffsdefinitionen (4)

• Global Change ...Nicht nur Climate Change,
  sondern auch die geänderten Lebensformen der
  Menschen (Siedlungsausdehnung, Inwertsetzung des
  Hochgebirges, ... ? Mensch nähert sich den
  Naturgefahren)

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Methodik

• Faktorenanalyse Analyse der einzelnen Faktoren
  der Prozesse bezüglich möglicher Angriffspunkte
  der Phänomene des Global Change (Climate Change)
• Schwerpunkt Ursachen und Auslösung
• Zentrale Frage Häufung und/oder Intensivierung ?
  Häufung alleine bewirkt keine Änderung der
  Gefahrensituation, solange die Intensität
  bestehende Schutzvorkehrungen nicht beeinflusst.

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Methodik (2)

• Klassifizierung der Faktoren
• Klassisch genetische Ordnung, aktive/passive
  Faktoren, ...
• Zeitlich differenzierte Betrachtung
• Permanente F. (gt100a), Variable F. (1-100a),
  Auslösende F.(lt1a)
• Weitere Gliederung genetisch

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Methodik (3)
(RÄTZO-BRÄLHART)
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Permanente Faktoren
Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren

• Geologische Faktoren Geologische Geschichte
  Geologie, Tektonik (Verwerfungen, Falten,
  Überschiebungen, Brüche, Diskontinuitäten,...),
  Lithologie, Mineralogie (mikroskopische
  Gleitflächen)
• Geotechnische Faktoren Felsmechanische Parameter
• Hydrogeologie Tiefenwasserströmung nur schwer zu
  beeinflussen (gtgt 100a)
• Geomorphologie Hangneigung, Exposition

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Permanente Faktoren (2)

• Bedeutung der Permanenten F. für den Prozess
• ? endogene Faktoren (Geologie)
• Wesentliche Voraussetzungen für ein
  Sturzpotential !!!
• Beeinflussbarkeit (...Zeithorizont) nicht gegeben

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren

• Geologie
• Kontinentaldrift durch GC nicht beeinflussbar
• (Gravitativer) Stress Stressausgleichsbewegunge
  n des Gesteins aufgrund von...
• Gletscherrückgang (Verlust des Widerlagers)
• Nach dem Eisfreiwerden Übersteilte Hänge/Wände
  ( fehlendes Widerlager !)
• ? Zunahme (Näherung an kritischen Systemzustand)

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (2)

• Hydrogeologie
• Grundwasserspiegel Anstieg ? Stabilität
• Porenwasserdruck Anstieg ... Überdruck
• Zunahme Winterniederschläge (5)
• Zunahme Starkniederschläge
• Schmelzwasser (Gletscher)
• Permafrost - ? Wasser kann eindringen
• ? Negative Beeinflussung

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (3)

• Geomorphologie
• Hangfußerosion Übersteilung ...
• Verwitterungsprozesse insbes. physikal. V.
• Congelifraktion (bis zu 2070 bar)
• Wasserverfügbarkeit ?
• Frostwechselvorgänge ?
• Druckentlastungsverwitterung
• Gletscherdepression

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (4)

• Permafrostdegradation
• Verlust der Verkittung (Eisarmierung)
• Wasserzirkulation (...Porenwasserdruck)
• Beispiel Weisseespitze oder Grossgufer

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (4b)
(KUNZ)
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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (5)

• Hydrologische Faktoren
• erhöhte Niederschl. ? erhöhter Abfluss ...
• Erhöhte Wasserverfügbarkeit Infiltration ...

(ABBOT)
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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Variable Faktoren (6)

• Biologische Faktoren
• Vegetation - Bsp. Wald
• Wirkung bei Starkniederschl. umstritten
• negativ Gewicht (...Gravitation), Wirkung von
  Wurzeln (/-), Äolische Energie

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren

• Systemzustand kritisch (Grenzgleichgewicht) -
  Ursprung ...
• Übergang Variable F. - Auslösende F. fließend
• zunehmende Größe (Steinschlag ? Bergsturz) -
  exogene F. geringe Bedeutung!
• daher kleinere Prozesse (Steinschlag) weisen
  breiteres Spektrum an Mechanismen auf

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (2)

• Geologie
• Erdbeben nicht durch GC beeinflussbar
• Beispiele Huascaran (1970)

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (3)

• Hydrogeologie
• Porenwasserdruck (insbes. auch bei Bergstürzen)
• kritischer Systemzustand vorausgesetzt !
• Daher Klimasteuerung möglich
• vgl. erhöhte Wasserverfügbarkeit,
  Permafrostdegradation etc.
• bei BS mindestens so einflussreich wie Erdbeben

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (4)

• Veränderte Wasserzirkulation durch Klüfte und
  Spalten(Sackungen, Kippungen etc.) ?
  veränderter() hydraulischer Druck
• anfangs Ablösung der vordersten Gesteine, ...
• ... Weitere (größere) Felsmassen können
  nachstürzen

vgl. k-Wert (Durchlässigkeitsbeiwert) m/sec
(gesteinsspez. Konstante d. Wasserleitfähigkeit)
Teil der Darcy-Gleichung
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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (5)

• Geomorphologie
• Verwitterungsprozesse
• auslösend bei kleinen Abgängen (Stein-,
  Blockschlag)
• Congelifraktion, Druckentlastungsverw.
• Vgl. Zunahme Frostwechsel,erhöhte
  Wasserverfügbarkeit (mehr Winterniederschlag bei
  wärmeren Temp.), Permafrostabnahme,
  Gletscherschwund, ...
• Bsp. Sandalp Auslösung von Felsstürzen

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (6)

• Hydrologie
• Hangunterschneidung bei erhöhtem Abfluss ...
• Erhöhte Wasserverfügbarkeit vgl.
  Porenwasserdruck, Congelifraktion, ...
• Bedeutung der Niederschlagsentwicklung

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Permanente Faktoren Variable Faktoren
Auslösende Faktoren
Auslösende Faktoren (7)

• Anthropogene Faktoren
• Bautätigkeit in Hanglagen
• Steinbrüche
• Bergbau (vgl. Eiblschrofen)
• Staudämme (Bsp. Vaiont)

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Zusammenfassende Bewertung

• Kritischer Systemzustand Voraussetzung (
  endogen)
• Übergang Variable F. und Auslösende F. schwer zu
  fassen
• Je oberflächlicher ein Prozess, desto leichter
  (exogen) beeinflussbar
• Vorteil Standortgebundenheit
• Nachteil Spontanität

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Gletschersturz

• Schnelle gravitative Massenbewegung
• Warum entstehen Gletscherstürze? - wesentliche
  Faktoren
• Neigungsverhältnisse
• Kontaktzone Gletscher - felsiger Untergrund
• Im Eis wirkende Kräfte
• Zugspannungen
• Druckspannungen (Kompressionen)

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Gletschersturz (2)

• Differenzierung Hanggletscher - Talgletscher
• Hanggletscher Kalte Gletscher, durch
  Klimaerwärmung gemäßigt ? Stabilität -
• Talgletscher Allg. Entschärfung durch Rückzug -
  aber Rückzug in steile Bereiche...
• Sekundärwirkungen !

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Gletschersturz (3)

• Bedeutung im Alpenraum ?
• Beispiel Eigergletscher
• ca. 100 000m³ bedrohen die Station Eigergletscher
  der Jungfraubahn
• Weisshorn (Randa) 1972/73

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Zusammenfassung-Entwicklung

• Steinschlag
• Tendenz gleichbleibend - leichte Zunahme
• Eine Zunahme der Steinschläge könnte allenfalls
  durch vermehrt auftretende Extremwettersituationen
  stattfinden. Die Kenntnisse über sich
  verändernde Starkniederschläge sind noch vage.

(BLOETZER et al)
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Zusammenfassung-Entwicklung

• Felssturz
• Tendenz lokale Zunahme
• Eine Zunahme der Felsstürze kann durch einen
  generellen Anstieg der Permafrostgrenze und durch
  extreme Niederschlagsereignisse vermutet werden

(BLOETZER et al)
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Zusammenfassung-Entwicklung

• Bergsturz
• Tendenz keine Veränderung
• Bergstürze sind geologischer Natur. Deshalb
  sollten sie durch die Klimaveränderungen in
  keinerlei Hinsicht beeinflusst werden.

(BLOETZER et al)
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Zusammenfassung-Entwicklung

• Eissturz
• Tendenz Zu- und Abnahme
• Der Rückzug führt zu einer Abnahme der Gefahr
  die Temperierung von Hängegletschern könnte zu
  einer Destabilisierung führen.

(BLOETZER et al)
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Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)

• Ausgangslage geänderte Lebensformen
• Ausweitung d. Lebensraumes
• Bedeutung von Verkehrswegen
• Inwertsetzung des Hochgebirges (Tourismus)
• ? Mensch nähert sich den Naturgefahren

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Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)
(2)

• Gefahr
• Zunehmende Überschneidung Lebensraum -
  Gefahrenzone
• daher Forderung nach einer zukunftsorientierten
  Raumplanung mit Einbindung der Gefahrenentwicklung
  
• Problem Prognosesicherheit der
  Gefahrenentwicklung

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Herausforderungen für die Zukunft (Raumplanung)
(3)

• Wahrscheinliche Auswirkungen einer neuen
  Raumplanung
• zunehmend verdichtete Bauweise zur Vermeidung der
  Ausdehnung in Interferenzbereiche ? Vermeidung
  von Schutzverbauungskosten

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• Schriftl. Fassung
• Powerpoint-Präsentation
• Zusammenfassung

sind im Internet unter http//geo4.uibk.ac.at/user
s/jurgeit abrufbar !!!