Zusätzlich zur stetigen Beschleunigung der letzten Jahrzehnte (siehe Factsheet Permafrost 4.5) haben einige Blockgletscher regelrechte Krisen in ihrer Aktivität (Instabilitätsphasen) gezeigt. Infolge des Temperaturanstiegs im Permafrost wurden für einige Blockgletscher erhebliche Oberflächenbewegungen (manchmal mehr als 5 m pro Jahr!) und sogar Destabilisierungen der talwärts gelegenen Bereiche beobachtet. Mehrere sichtbare Anzeichen kennzeichnen einen instabilen Blockgletscher: Bildung von Längs- oder Querspalten, Auftreten von feinkörnigen Sedimenten an der Oberfläche usw. (Abb. 1 & 2). Einige Beispiele von instabilen Blockgletschern werden im Folgenden vorgestellt.
- Der Grüobtal Blockgletscher im Turtmanntal (Wallis) beschleunigte sich zwischen 1975 und 1993 stetig, mit Geschwindigkeiten zwischen 2 m/Jahr (Mitte und unterer Bereich) und 5 m/Jahr (Front). Zwischen 1993 und 2001 verlor der untere Teil durch die Öffnung tiefer Spalten (12 m tief) und das Absacken des Blockgletschers jeglichen Zusammenhalt. Insgesamt rückte die Front zwischen 1975 und 2001 um 60 Meter vor, hauptsächlich zwischen 1993 und 2001 (Abb. 3 & 4).
- Ab 2006 ermöglichten Studien, die auf dem grossflächigen Einsatz von satellitengestützter Radarinterferometrie (InSAR) basieren (Abb. 5), auf regionaler Ebene, insbesondere im Mattertal (Abb. 6), weitere Fälle der Destabilisierung von Blockgletschern nachzuweisen. Detaillierte Analysen haben in der Folge den zeitlichen Ablauf dieser Instabilitätsphasen verdeutlicht. Wie der Grüob Blockgletscher soll auch der Grabengufer Blockgletscher oberhalb von Randa (Mattertal) seine instabile Phase vor den 1980er-Jahren begonnen haben, mit einem aussergewöhnlichen Höhepunkt um 2010, als die Geschwindigkeiten an der Front 30 cm pro Tag (>100 m/Jahr) erreichten. Während dieser Zeit war die Erosion an der Front des Blockgletschers selbst im Winter intensiv (Abb. 7 & 8). Ab 2012 nahmen die Geschwindigkeiten dann ab, blieben aber für einen Blockgletscher immer noch sehr hoch (durchschnittlich ca. 2 cm pro Tag bzw. 7 Meter pro Jahr).
- Die Blockgletscher Furggwanghorn (Turtmanntal), Tsaté (Moiry, Val d’Anniviers) und Petit-Vélan (Region Grosser Sankt Bernhard) (Abb. 9) zeigten Anfang der 1990er-Jahre erste Anzeichen einer Destabilisierung. Der Petit-Vélan Blockgletscher spaltete sich an einem Hangabbruch in zwei Teile (Abb. 10). Der Höhepunkt der instabilen Phase des talwärts gelegenen Teils fand 2009-2010 statt (Geschwindigkeit von 7 m/Jahr), danach nahmen die Geschwindigkeiten ab und erreichten 2017 1 m/Jahr (Abb. 11).
- Der Tsarmine Blockgletscher erlebte 2012 eine erste Beschleunigungsphase mit Geschwindigkeiten von über 2 m/Jahr und eine starke Beschleunigung ab 2018 mit Geschwindigkeiten in einigen Bereichen von bis zu 12 m/Jahr (Abb. 12).
Die zeitliche Abfolge der wenigen oben dargestellten Fälle zeigt, dass jeder Blockgletscher während einer Instabilitätsphase seine eigene Dynamik aufweist. Die Faktoren, die dazu führen, dass ein Blockgletscher instabil wird, sind komplex und hängen insbesondere vom topographischen Kontext, in dem sich ein Blockgletscher entwickelt (Hangmorphologie, Hangabbruch), von internen Veränderungen der gefrorenen Masse (Permafrosttemperatur, Wassergehalt) und/oder von externen Faktoren (z. B. Materialüberlastung durch Felssturz) ab. Da die Anzahl an instabilen Blockgletschern seit den 1990er Jahren jedoch zunimmt, werden interne Veränderungen der Eigenschaften der gefrorenen Masse infolge der Erwärmung des Permafrosts als auslösende Faktoren für die Instabilität immer wichtiger. Die Beispiele Grüob und Petit-Vélan zeigen jedoch auch, dass die Instabilitätsphase eines Blockgletschers nicht ewig dauert. Sie dauert in der Regel zwischen 20 und 30 Jahren.
Abb. 1: Abbruchkante an der Blockgletscheroberfläche
Abb. 1: Abbruchkante an der Blockgletscheroberfläche von Tsaté-Moiry, unterhalb derer die feinkörnige Matrix zum Vorschein kommt (Val de Moiry, VS).
Abb. 2: Anzeichen einer Destabilisierung eines Blockgletschers
Abb. 2: Anzeichen einer Destabilisierung eines Blockgletschers im Mattertal (VS). A: Spaltenbildung in der Schneedecke durch das extrem schnelle Vorstossen des Blockgletschers; B: Spalten und instabiles Material (der Geomorphologe unten im Bild dient als Massstab); C: Spaltenbildung in feinkörnigen Sedimenten, die an die Blockgletscheroberfläche transportiert wurden.
Abb. 3: Instabilität des Frontbereichs
Abb. 3: Instabilität des Frontbereichs des Grüobtal Blockgletscher (Turtmanntal, VS). Links: Gemessene Oberflächengeschwindigkeiten anhand von Orthofotos zwischen 1987 und 1993. Rechts: Orthophotos des Frontbereichs für die Jahre 1975, 1987, 1993 und 2001 (Quelle: Kääb et al., 2006).
Abb. 4: Instabiler Grüobtal Blockgletscher (VS)
Abb. 4: Instabiler Grüobtal Blockgletscher (Turtmanntal, VS) im Oktober 2006. Die Spalten an der Oberfläche sind gut sichtbar. Die Dämme am Ausgang des Tals wurden für den Schutz des Dorfes Gruben vor Lawinen errichtet.
Abb. 5: Die differentielle Satellitenradarinterferometrie (D-InSAR)
Abb. 5: Die differentielle Satellitenradarinterferometrie (D-InSAR) ist eine satellitengestützte Messmethode, mit der Oberflächenbewegungen des Geländes erkannt und quantifiziert werden können. Vereinfacht gesagt wird ein Bild für denselben Ort zu zwei verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen, wodurch Veränderungen der Topographie (∆d) erkannt werden können (Quelle: Barboux et al., 2012).
Abb. 6: Instabile Blockgletscher im Mattertal (VS)
Abb. 6: Lokalisierung und Fotos der derzeit instabilen Blockgletscher im Mattertal (Quelle des Kartenhintergrundes: swisstopo) (angepasst nach Delaloye et al., 2013, Fotos: R. Delaloye & S. Morard).
Abb. 7: Instabiler Blockgletscher
Abb. 7: Während des Höhepunkts der Instabilitätsphase im Jahr 2010 war an der Front des Grabengufer (Mattertal, Wallis) eine starke erosive Aktivität während des ganzen Jahres, sogar im Winter, zu beobachten (12.03.2010, Foto: R. Delaloye). Webcam-Bilder und die aktuellen Geschwindigkeiten sind auf der Website der Forschungsgruppe für alpine Geomorphologie der Universität Freiburg abrufbar.
Abb. 8: Steinschlag und Staubfahnen
Abb. 8: Staubfahnen, die von mehreren Stein- und Blockschlägen (manchmal in der Grösse eines Autos) von der Front des Grabengufer Blockgletschers (Mattertal, Wallis) hinterlassen wurden. Derartige Ereignisse waren zum Zeitpunkt der Instabilität des Blockgletschers, der damals als «Rolling Stones rock glacier» bekannt war, während der Schneeschmelze sehr häufig.
Abb. 9: Instabiler Petit-Vélan Blockgletscher (VS)
Abb. 9: Instabiler Petit-Vélan Blockgletscher (Region Grosser Sankt Bernhard, Wallis). Zwischen 1995 und 2005 rückte die Front um etwa 20-30 Meter vor, während die Oberfläche des mittleren Bereichs um 5-8 Meter abgesackt ist.
Abb. 10: Geoelektrik-Längsprofile
Abb. 10: Geoelektrik-Längsprofile des Petit-Vélan Blockgletschers. Ein deutlicher Unterbruch des gefrorenen Körpers ist auf der Höhe des Hangabbruchs zwischen dem oberen und dem unteren (instabilen) Teil des Blockgletschers sichtbar (angepasst nach Delaloye & Morard, 2011).
Abb. 11: Entwicklung der Bewegungsgeschwindigkeiten im Frontbereich des instabilen Petit-Vélan Blockgletschers (VS)
Abb. 11: Entwicklung der Bewegungsgeschwindigkeiten im Frontbereich des instabilen Petit-Vélan Blockgletschers (Region Grosser St. Bernhard, Wallis). Die ersten Spalten, Anzeichen der Destabilisierung, traten 1995 auf. Während des Beobachtungszeitraums ab 2005 wurden die höchsten Geschwindigkeiten (7 m/Jahr) in den Jahren 2009-2010 gemessen, danach nahmen sie allmählich ab und erreichten im Jahr 2017 1 m/Jahr. Die Instabilitätsphase, die über 20 Jahre andauerte, ist nun zu Ende (Quelle: UniFR).
Abb. 12: Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche eines Blockgletschers
Abb. 12: Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Tsarmine Blockgletschers, berechnet anhand von Messdaten eines permanenten, oberhalb der Front installierten GPS (die Station wurde 2016 verlegt, um ein Umkippen in den Bereich unterhalb des Blockgletschers zu verhindern) (Quelle: UniFR).