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 Es war wirklich der Asteroid
22.10.2019 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht Permafrostregion setzt mehr und mehr CO2 frei
22.10.2019 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hohlraum vermittelt starke Wechselwirkung zwischen Licht und Materie

Forschern ist es gelungen, mithilfe eines mikroskopischen Hohlraumes eine effiziente quantenmechanische Licht-Materie-Schnittstelle zu schaffen. Darin wird ein einzelnes Photon bis zu zehn Mal von einem künstlichen Atom ausgesandt und wieder absorbiert. Das eröffnet neue Perspektiven für die Quantentechnologie, berichten Physiker der Universität Basel und der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift «Nature».

Die Quantenphysik beschreibt Photonen als Lichtteilchen. Will man ein einzelnes Photon mit einem einzelnen Atom interagieren lassen, stellt dies aufgrund der...

Im Focus: A cavity leads to a strong interaction between light and matter

Researchers have succeeded in creating an efficient quantum-mechanical light-matter interface using a microscopic cavity. Within this cavity, a single photon is emitted and absorbed up to 10 times by an artificial atom. This opens up new prospects for quantum technology, report physicists at the University of Basel and Ruhr-University Bochum in the journal Nature.

Quantum physics describes photons as light particles. Achieving an interaction between a single photon and a single atom is a huge challenge due to the tiny...

Im Focus: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungen

Serienfertigung von XXL-Produkten: Expertentreffen in Hannover

22.10.2019 | Veranstaltungen

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

13. Aachener Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung – »Collaborate to Innovate: Making the Net Work«

22.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Studenten entwickeln einen Koffer, der automatisch auf Schritt und Tritt folgt

22.10.2019 | Innovative Produkte

Chemikern der Universität Münster gelingt Herstellung neuartiger Lewis-Supersäuren auf Phosphor-Basis

22.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics