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17.10.18  Neue Beobachtungen zu Gletscherseeausbrüchen

Am Catalina-See in Ostgrönland, einem durch einen Eisdamm aufgestauten Gletschersee, sind für die Periode zwischen 1966 und 2016 vier Seeausbrüche festgestellt worden. Diese Flutereignisse gehören zu den größten ihrer Art seit 1811, seitdem wissenschaftlich-historische Aufzeichnungen vorliegen. Sie sind aber im Vergleich zu den Megafluten am Ende der Eiszeit um Größenordnungen kleiner.

Der Catalina-See befindet sich auf der ostgrönländischen Halbinsel Renland, die von einem eisbedeckten, teilweise über 2 km hohen und steilabfallenden Hochplateau dominiert wird. Ein Teil des Eises der Eisdecke wird hauptsächlich über den etwa 40 km langen Edward-Bailey-Gletscher bis nahe zum Scoresbysund-Fjord im Südosten transportiert. In einem Seitental bzw. Seitenarm des Gletschers liegt der etwa 10 km lange und 2 km breite Catalina-Gletschersee.

Die Beobachtungen von Grinsted et al. (2017) basieren auf Auswertungen von Sattelitenaufnahmen und -vermessungen. Demnach fanden zwischen 1966 und 2016 vier Ausbruchsereignisse statt: zwischen 1966 und 1972, im Winter 1988/89, im Winter 2003/04 und im Winter 2011/2012. Dabei sei der See bis zu einer maximalen Schwellenhöhe von 734 m ü. d. M. angestiegen und schließlich bis zu einer Minimalhöhe von 591 m ü. d. M. entwässert (drainiert). Bei jedem Flutereignis wurde eine Wassermasse zwischen 2,6 und 3,3 Gt rasch freigegeben. Dies entspricht annähernd dem Rückhaltevermögen des Oroville-Stausees in Kalifornien von 4 km³; 2017 waren dort wegen eines drohenden Dammbruchs 200.000 Einwohner evakuiert worden (s. Kotulla 2017).

Für die Gletscherseeausbrüche schlagen Grinsted et al. (2017) folgenden Mechanismus vor (siehe Video): 1. Der Schmelzwassereintrag in den Eisdamm-aufgestauten See lässt den Wasserspiegel ansteigen. 2. Bei Erreichen einer Schwellenhöhe wird der Gletscherdamm angehoben (gefloatet). 3. Das Seewasser dringt unterhalb des Gletschers ein und beginnt den Gletscher von unten her zu schmelzen. 4. Dabei muss es eine Schwelle überwinden (aufwärts strömen), bevor es nach 6 km unter dem Edward-Bailey-Gletscher weiterfließen kann. 5. An der Gletscherfront tritt das Seewasser schließlich aus und strömt über die dem Gletscher vorgelagerten Sanderfläche (Schmelzwasserebene) in den Scoresbysund-Fjord.

Für die Flutereignisse ermitteln die Autoren eine freigesetzte potentielle Energie von bis zu 10¹⁶ Joule (Basis: Seespiegel 591-734 m ü. d. M.), die es erlauben würde, eine zusätzliche Wassermasse von 0,04 Gt zu schmelzen. Dies entspräche einem subglazialen Tunnel von 20 km Länge mit einem Durchmesser von 55 m. Die Schlagartigkeit und Dauer eines Ausbruchsereignisses lässt sich allerdings aus den bisherigen Beobachtungen nicht genau bestimmen. Es wird eine maximale Abflussrate von 10⁴ m³/s vorgeschlagen; aufgrund der 4-monatigen Beobachtungslücke wird für das Winter-2003/04-Ereignis eine minimale Abflussrate von 200 m³/s veranschlagt. In der Online-Mitteilung des Niels-Bohr-Instituts werden die Ausbruchsereignisse als „gigantisch“ bezeichnet.

Die hier angenommene maximale Abflussrate ist vergleichbar mit kleineren isländischen Gletscherläufen (isl.: jökulhlaup) mit Raten von 10³ bis 10⁴ m³/s. Sie ist aber um Größenordnungen niedriger als eine Megaflut mit Raten von ≥ 10⁶ m³/s (vgl. Baker 2013). Bei der späteiszeitlichen Lake-Missoula-Flut wird angenommen, dass ein Eisdamm von 600-700 m Höhe plötzlich brach, die aufgestaute Wassermenge von 2260 km³ schlagartig ausbrach und der See binnen zwei Tage geleert war (Kotulla 2014).

Video (1:48) „Periodische Ausbrüche aus dem Catalina-See, Ostgrönland” (Grafiken in Englisch): https://www.youtube.com/watch?v=xDH5GWWTsV0

Literatur

Baker VR (2013) Global late Quaternary fluvial paleohydrology: With Special Emphasis on paleofloods and megafloods. In: Shroder JF (ed.) Treatise on Geomorphology, vol. 9, 511-527.

Grinsted A, Hvidberg CS, Campos N & Dahl-Jensen D (2017) Periodic outburst floods from an ice-dammed lake in East Greenland. Scientific Reports 7, DOI:10.1038/s41598-017-07960-9. https://www.nature.com/articles/s41598-017-07960-9 [open]. Siehe auch Artikel des Niels-Bohr-Instituts der Universität von Kopenhagen: http://www.nbi.ku.dk/english/news/news17/satellite-photos-reveal-gigantic-outburst-floods/.

Kotulla M (2014) Megafluten. Studium Integrale Journal 21, 4-11. http://www.wort-und-wissen.de/sij/sij211/sij211-1.html

Kotulla M (2017) Neuer Canyon am Oroville-Staudamm – Ausgebrochener Wasserstrom verursacht schnelle Erosion. Studium Integrale Journal 24, 45-48. http://www.wort-und-wissen.de/sij/sij241/sij_24-46-49.pdf

Gastbeitrag von Michael Kotulla

Autor dieser News: Studiengemeinschaft Wort und Wissen, 17.10.18

 
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