Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher messen Rekord-Erosion am Flussufer in Alaska

26.01.2016

Itkillik River frisst sich pro Jahr durchschnittlich 19 Meter tief in das tauende Ufer.

Die tauenden Permafrostböden Alaskas kosten die USA laut Schätzungen mehrere 100 Millionen Dollar pro Jahrzehnt – vor allem, weil Flughäfen, Straßen, Pipelines und Siedlungen aufgrund absackender Böden und erodierender Uferlinien verlegt werden müssen.


Einer der Risse, die sich im erodierenden Plateau des Itkillit River gebildet haben.

Alfred-Wegener-Institut / Mikhail Kanevskiy, UAF

Ein internationales Forscherteam hat nun am Itkillik River im Norden Alaskas Flussufer-Erosionsraten gemessen, die alle bisherigen Rekordwerte übertreffen. In einem Landstrich mit besonders viel Eis im Boden frisst sich der Itkillik River pro Jahr 19 Meter tief in das Ufer, berichten die Forscher in einer kürzlich erschienenen Studie im Fachmagazin Geomorphology.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass das Tauen von Permafrost nicht ausschließlich langsam vonstatten geht, sondern seine Folgen auch kurzfristig und unmittelbar spürbar werden“, sagt Permafrostforscher Dr. Jens Strauss von der Potsdamer Forschungsstelle des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).

Er hatte gemeinsam mit Kollegen aus den USA, Kanada und Russland den Itkillik River an einer Stelle untersucht, an welcher der Fluss durch ein Plateau schneidet, dessen Untergrund zu 80 Prozent aus purem Eis und zu 20 Prozent aus gefrorenen Sedimenten besteht. „Dieses Bodeneis ist 13.000 bis mehr als 50.000 Jahre alt, reicht säulenartig bis in eine Tiefe von mehr als 40 Meter und hat die Uferzone des Flusses in der Vergangenheit stabilisiert“, so Jens Strauss.

Wie die mehrjährige Forschungsarbeit der Wissenschaftler jedoch ergab, versagen diese Stabilisationsmechanismen, wenn zwei Faktoren aufeinandertreffen: (1) der Fluss über einen langen Zeitraum fließend Wasser führt; (2) die Uferlinie aus einer Steilklippe besteht, deren Front Richtung Süden zeigt und damit viel direktes Sonnenlicht abbekommt.

Jens Strauss: „Der schnelle und vor allem lang anhaltende Zerfall dieser Klippe hat zwei Gründe. Zum einen ist das Flusswasser wärmer als der Permafrost, lässt ihn tauen und transportiert das herabfallende Material gleich ab. Dieser Abtransport geht besonders schnell vonstatten, wenn der Eisanteil im Boden sehr hoch ist.“

Zum anderen taue die Klippe aufgrund der Sonnenlage. „Auch wenn die Jahresdurchschnittstemperatur in dieser Region bei minus zwölf Grad Celsius liegt, wird es in der Sonne so warm, dass im Sommer Eisklumpen und Matsch in Strömen den Abhang hinabrutschen“, berichtet Studien-Erstautor Mikhail Kanevskiy von der Universität Alaska Fairbanks.

Insgesamt zog sich die rund 700 Meter lange und 35 Meter hohe Klippe im Zeitraum von 2007 bis 2011 um bis zu 100 Meter zurück. Dabei ging eine Landfläche von rund 31.000 Quadratmetern verloren. Sie entspricht der Größe von rund 4,3 Fußballfeldern. In Eis- und Erdmasse umgerechnet, trug der Itkillik River pro Jahr 70.000 Tonnen Material davon – darunter 880 Tonnen organisches Material (gebundener Kohlenstoff), das vorher im Permafrostboden gespeichert war.

Die Wissenschaftler wurden zudem im August 2007 Zeuge, wie sich innerhalb weniger Tage bis zu 100 Meter lange und 13 Meter tiefe Risse im Plateau bildeten und ein 800 Quadratmeter großer Block in die Tiefe stürzte. „Ein solcher Abbruch läuft nach einem festen Muster ab. Zuerst taut der Fluss die Steilklippe an und spült eine Nische in ihren Sockel. Von dort ausgehend bilden sich entlang der großen Eissäulen Risse im Boden. Der Block löst sich anschließend Stück für Stück von der Klippe und stürzt ab“, erklärt Jens Strauss.

Zum Glück liegt der Flussabschnitt mit den hohen Erosionsraten in einer nahezu menschenleeren Gegend, sodass weder Dörfer noch wichtige Bauten wie Straßen oder Brücken gefährdet sind. Jens Strauss gibt das Ausmaß der Ufererosion dennoch zu denken: „Wie schnell sich eine Uferlinie zurückzieht, hängt in den Permafrostgebieten vom Eisgehalt im Boden und den geografischen Gegebenheiten ab. Angesichts der steigenden Durchschnittstemperatur in der Arktis zeigt unser Beispiel am Itkillik River aber schon mal, welches Tempo die Erosion aufnehmen kann.“

Nun gilt es, dieses neue Wissen zum Beispiel bei der Planung neuer Siedlungen, Stromtrassen oder Verkehrsadern zu berücksichtigen. „Außerdem beeinträchtigt die Erosion die Wasserqualität der Flüsse. Ein Fakt, der vor allem für jene Gemeinden zum Problem werden kann, die ihr Trinkwasser gewinnen, indem sie das Flusswasser aufbereiten“, sagt Jens Strauss.

Hinweise für Redaktionen:

Die Studie ist unter folgendem Titel im Fachjournal Geomorphology erschienen:
• Mikhail Kanevskiy, Yuri Shur, Jens Strauss, Torre Jorgenson, Daniel Fortier, Eva Stephani, Alexander Vasiliev: Patterns and rates of riverbank erosion involving ice-rich permafrost (yedoma) in northern Alaska, Geomorphology, doi:10.1016/j.geomorph.2015.10.023 (Web-Link: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X15301872)

Druckbare Fotos finden Sie in der Online-Version dieser Pressemitteilung unter: http://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse.html

Ihr wissenschaftlicher Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut in Potsdam ist Dr. Jens Strauss, Tel: +49 (0)331 288-2173 (E-Mail: Jens.Strauss(at)awi.de).

Ihre Ansprechpartnerin in der Abteilung Kommunikation und Medien ist Sina Löschke, Tel: +49 (0)471 4831-2008 (E-Mail: medien(at)awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neue Einblicke in das 2004 Sumatra-Erdbeben
14.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Folgen des Klimawandels: Oder warum wird das Wasser unter Borkum überwacht?
14.11.2017 | Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

Ecology Across Borders: International conference brings together 1,500 ecologists

15.11.2017 | Event News

Road into laboratory: Users discuss biaxial fatigue-testing for car and truck wheel

15.11.2017 | Event News

#Berlin5GWeek: The right network for Industry 4.0

30.10.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte