Der Begriff «Permafrost» wurde erstmals um 1940 vom amerikanischen Geologen Siemon Muller auf Englisch veröffentlicht. Die erste internationale Konferenz zum Thema Permafrost fand 1963, mitten im Kalten Krieg, in West Lafayette, Indiana, statt. An ihr nahmen Wissenschaftler aus neun Ländern teil, darunter Amerikaner und Russen (Abb. 1).
Im Anschluss an die 7. Internationale Permafrostkonferenz, die 1998 in Yellowknife, Kanada, stattfand, wurde von der International Permafrost Association (IPA) in Partnerschaft mit dem Global Climate Observing System (GCOS) der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) der Vereinten Nationen und dem Global Terrestrial Observing System (GTOS) ein globales Permafrost-Beobachtungsnetzwerk namens GTN-P (Global Terrestrial Network for Permafrost) gegründet.
Während der Konferenz in Yellowknife beschloss die IPA auch die Einrichtung einer Task Force zur Kartierung und Erforschung des Gebirgspermafrosts, über den damals noch weit weniger bekannt war als über den zirkumpolaren Permafrost. In diesem Zusammenhang entstand von 1997 bis 2000 das PACE-Projekt (Permafrost And Climate in Europe), ein Projekt, das 8 tiefe Bohrlöcher (80-100 m) umfasste, die entlang eines Nord-Süd-Transekts von Spitzbergen über Skandinavien und die Alpen bis zur Sierra Nevada installiert wurden (Abb. 2 & 3).
In den Schweizer Alpen wurde das PERMOS-Netzwerk (PERmafrost MOnitoring Switzerland) eingerichtet, das im Jahr 2000 offiziell seine Arbeit aufnahm. Es vereint zahlreiche Forschungsinstitute und wird von der Schweizerischen Kommission für Kryosphärenbeobachtung (SKK) der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz (SCNAT) koordiniert. Das PERMOS-Netzwerk basiert auf verschiedenen Monitoring-Strategien (Abb. 4):
- Da Permafrost an der Erdoberfläche nicht direkt sichtbar ist, lässt er sich am besten untersuchen, indem man die Temperaturen in der Tiefe im Inneren eines Bohrlochs misst. Ein Bohrloch liefert jedoch nur punktuelle Informationen, und aufgrund der hohen Betriebskosten (Technik, Logistik…) werden die auf diese Weise erhobenen Daten durch andere Methoden ergänzt.
- Monitoring der Bodenoberflächentemperatur.
- Abschätzung des Gehalts an ungefrorenem Wasser im Permafrost mithilfe geophysikalischer Methoden wie der Messung des spezifischen elektrischen Widerstands im Untergrund.
- Überwachung der Kriechgeschwindigkeiten von Blockgletschern durch terrestrische geodätische Vermessung (anhand eines Netzes von GPS-Punkten, deren Koordinaten 1 Mal pro Jahr vermessen werden, oder anhand von kontinuierlichen Punktmessungen mit einem fest installierten GPS) (Abb. 5).
- Über bestimmten Gebieten werden regelmässig Luftaufnahmen gemacht, um Oberflächenbewegungen (Blockgletscher) zu verfolgen.
- Inventar der Block- und Felsstürze, die im Hochgebirge stattfinden. Die Erhebung dieser Daten erfolgt in einem partizipativen Verfahren durch Leute, die sich viel in den Bergen aufhalten oder dort wohnen (Bergführer, Hüttenwarte, Spezialisten für Naturgefahren, Gemeinde- und Kantonsbehörden, Wanderer usw.).
Im Gegensatz zum Schweizerischen Gletschermessnetz GLAMOS, das bereits 1880, am Ende der Kleinen Eiszeit, eingerichtet wurde, ist die systematische Überwachung des alpinen Permafrosts in der Schweiz noch relativ neu und deckt nur die vergleichsweise warmen Jahrzehnte seit 1990 ab. Da Permafrost viel langsamer auf Klimaänderungen reagiert als Gletscher, wird es wahrscheinlich noch einige Jahre dauern, bis die PERMOS-Messungen deutliche Veränderungen in der Permafrostverbreitung und im Wärmehaushalt des Untergrunds aufzeigen.
Fig. 1 – Evolution de la température annuelle de l’air à 1’000 m d’altitude au nord de la Suisse. Les valeurs sont données en écart de températures par rapport à la norme 1961 – 1990. Le réseau PERMOS a vu le jour en 2000, dans un contexte de températures élevées par rapport au siècle dernier.
Abb.1: Entwicklung der jährlichen Lufttemperatur auf 1’000 m Höhe in der Nordschweiz. Die Werte sind als Abweichung von der Jahresmitteltemperatur der klimatologischen Referenzperiode 1961 – 1990 angegeben. Das PERMOS-Netzwerk wurde im Jahr 2000 vor dem Hintergrund der im Vergleich zum letzten Jahrhundert hohen Temperaturen ins Leben gerufen.
Fig. 2 – Emplacement des différents forages du réseau PACE. A droite, percement du forage du Stockhorn (VS).
Abb.2: Lage der verschiedenen Bohrlöcher des PACE-Netzwerks. Rechts: Bohrung des Stockhorn-Bohrlochs (VS).
Fig. 3 – Température du pergélisol en 2000/2001 dans les différents forages du réseau PACE.
Abb.3: Permafrosttemperaturen 2000/2001 in den verschiedenen Bohrlöchern des PACE-Netzwerks.
Fig. 4 – Emplacement des différents sites du réseau suisse PERMOS.
Abb.4: Lage der verschiedenen Untersuchungsstandorte des Schweizer PERMOS Netzwerks.
Fig. 5 – Mesures du déplacement de terrain par GPS différentiel… demandant parfois quelques talents d’équilibriste et de balayeur !
Abb.4: Vermessung von Geländebewegungen mithilfe von Differenzial-GPS… was manchmal einiges an Gleichgewicht und Strassenkehrer-Talent erfordert!