Alpine Felshänge

Projekt: Prognose des Klimawandeleffekts auf alpine Felswände: Evaluierung paraglazialer und periglazialer Felssturz-Einflussfaktoren in den Europäischen Alpen (AlpineRockSlopes)

Projektbeschreibung: Felsstürze stellen eine Naturgefahr, aber auch einen natürlichen Prozess der Felswandentwicklung dar. Zurzeit versuchen zwei gegensätzliche Hypothesen die Felswandentwicklung in alpinen Systemen zu erklären: (1) die paraglaziale Felswandanpassung ist gekennzeichnet durch einen Anstieg der Felssturzaktivität direkt nach Gletscherrückzug und anschließender asymptotischer Abnahme, während (2) die Frostverwitterungs-dominante Anpassung des Felswandsystems im Gleichgewichtszustand erfolgt. Der Klimawandel führt zu einem Temperaturanstieg und Frostverwitterungsaktivitäts- sowie Gletscherrückgang. Als Folge wird laut Hypothese (1) die Felssturzaktivität zunehmen, während Hypothese (2) eine Abnahme der Felssturzaktivität erwartet. Beide Hypothesen basieren allerdings auf Annahmen, die bisher noch nicht im Feld getestet und validiert wurden. Daher ist die zukünftige Felswandanpassung unter veränderten Klimabedingungen weitestgehend unbekannt. Nur wenige Studien untersuchten Felsstürze in alpinen Systemen auf verschiedenen Zeitskalen. Auf holozäner Zeitskale wurden einerseits basierend auf der Ableitung von Erosionsraten ohne Einbezug mechanischer oder thermischer Felswandeigenschaften eine Zunahme der Felssturzaktivität postglazial festgestellt. Jedoch können zwischen den Ursachen des Anstiegs, paraglaziale Anpassung oder gesteigerte Frostverwitterungsaktivität, nicht unterschieden werden. In rezent gletscherfreien Gebieten können andererseits mechanische und thermische Felswandeigenschaften mit einbezogen werden, jedoch erlaubt die Kürze der Zeitreihe keine Rückschlüsse auf die Häufigkeit von Felsstürzen oder Ableitung zukünftiger Entwicklungen.In diesem Projekt werden erstmals holozäne und rezente Felswanderosion in einer Untersuchung vereint. Ziele der Studie sind (1) die Quantifizierung des thermalen Regimes von Felswänden, (2) die Quantifizierung der Respons des mechanischen Felswandregimes sowie die Kalkulation kurzzeitiger Erosionsraten. Des Weiteren soll die Studie (3) das Frostverwitterung-Prozessverständnis erhöhen und (4) langzeitige Erosionsraten bestimmen. Basierend auf dem ergodischen Prinzip wird (5) ein Felswanderosionsmodel entwickelt, das kurzzeitige und langzeitige Felswandentwicklung verbindet. Geplante Feldarbeiten werden im Wallis und den Ötztaler Alpen durchgeführt. Moderne geomorphologische, geotechnische und geophysikalische Methoden wie Refraktionsseismiktomographie, Laserscanning, Frostverwitterungs-Simulation im Labor und Be10-Datierung werden kombiniert um die Forschungsziele zu erreichen. Erwartete Ergebnisse beinhalten die zeitliche und räumliche Verteilung von Felspermafrost, Frostverwitterungsprozessen sowie kurzzeitiger Felswand-Anpassung, ein verbessertes Frostverwitterungs-Prozessverständnis, ein Frostverwitterungsmodell und ein skalenübergreifendes Felswanderosionsmodell, das die Abschätzung der zukünftigen Felswandevolution im Kontext von Klimawandel und verstärktem Gletscherrückgang ermöglicht.

Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft (01.08.2016 ‐ 14.10.2020)

Projektteilnehmer:

• Dr. Daniel Dräbing
  
• Till Mayer (Doktorand UBT)
  
  

Nationale und internationale Projektteilnehmer:

• Dr Steven Binnie (Universität zu Köln)
• Dr Miriam Dühnforth (früher LMU München, Bayerische Versicherungskammer)
• Benjamin Jacobs (Technical University of Munich)
• Prof. Dr. Michael Krautblatter (Technische Universität of München)
• Dr. Samuel T. McColl (Massey University, NZ)

Publikationen:

• Draebing, D., Mayer, T., Jacobs, B., McColl, S. (accepted ): Alpine rockwall erosion patterns follow elevation-dependent climate trajectories. Communications Earth & Environment. doi: 10.21203/rs.3.rs-134858/v1
• Draebing, D., (2021): Identification of rock and fracture kinematics in high Alpine rockwalls under the influence of elevation. Earth Surface Dynamics 9:977-994. doi: 10.5194/esurf-9-977-2021
• Draebing, D., Mayer, T. (2021): Topographic and geologic controls of frost cracking in Alpine rockwalls. Journal of Geophysical Research - Earth Surface. doi: 10.1029/2021JF006163 
• Draebing, D., Krautblatter, M. (2019): The Efficacy of Frost Weathering Processes in Alpine Rockwalls. Geophysical Research Letters 46(12): 6516-6524. doi: 10.1029/2019gl081981
• McColl, S.T., Draebing, D. (2019): Rockslope instability in the proglacial zone: State of the Art. Invited book chapter to: Heckmann, T. & D. Morche (Eds.): Geomorphology of proglacial systems - Landform and sediment dynamics in recently deglaciated alpine landscapes. Springer Series, 119-141. doi: 10.1007/978-3-319-94184-4_8