Gletscher bestehen aus Schnee und Eis, die sich unter der Kraft der Schwerkraft und ihres eigenen Gewichts bewegen. Die Bewegung von Gletschern ist das Ergebnis sowohl von innerer Verformung als auch vom Gleiten der Basis unter verschiedenen Bedingungen.
Gletscher sind faszinierende Formationen, die etwa 10% der Erdoberfläche bedecken. Sie verschönern nicht nur die Umwelt, sondern spielen auch eine bedeutende Rolle bei der Formung der Landschaft. Diese Reservoirs von Süßwasser haben ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften. Sie können als „Eisflüsse“ beschrieben werden, weil sie ähnlich wie Flüsse fließen. Aber wie schaffen es diese massiven Ansammlungen von Eis, sich zu bewegen? Wie kann feste Materie fließen?
Wie entstehen Gletscher?
Ein Gletscher ist eine große Masse aus Schnee und Eis, die sich langsam über das Land bewegt. Trotz ihrer enormen Größe entstehen Gletscher aus winzigen Schneeflocken. Diese Schneeflocken bestehen zu 90% aus Luft. Wenn im Laufe der Zeit immer mehr Schneeflocken ansammeln, werden sie komprimiert und zu Körnern. Das Gewicht des Schnees oben drückt die darunterliegenden Körner zusammen und macht sie grobkörniger und größer.
Phasen der Gletschereisbildung aus Schnee
In Regionen, in denen der Winter-Schneefall den Sommer-Schneeschmelz übersteigt, bleibt der Schnee bis zum Ende des Sommers erhalten. Der Schnee wird allmählich dicker und dichter, bekannt als „Firn“, da er zerquetscht und verdichtet wird. Im Laufe der Zeit verwandelt sich der Firn durch den Druck des angesammelten Schnees in eine feste Eisschicht.
Das Eis und der Schnee beginnen sich zu bewegen, sobald sie ausreichend Gewicht haben. Wenn in einem wiederkehrenden Schneefeld eine Strömung sichtbar wird, wird es mehr als nur eine Ansammlung von Eis und Schnee – es wird zu einem Gletscher!
Welche Arten von Gletschern gibt es?
Kaltbasierende Gletscher bilden sich in hohen Breitengraden, wo die Temperatur des Eises das ganze Jahr über unter null bleibt. Diese Gletscher bleiben am Felsbett gefroren und bewegen sich minimal. Beispiele für kaltbasierende Gletscher finden sich in der Antarktis und Grönland.
Warmbasierende Gletscher hingegen enthalten Wasser im gesamten Eismassen und wirken als Schmiermittel. Diese Gletscher befinden sich typischerweise in bergigen Regionen in niedrigeren Breitengraden. Die Art der Bewegung innerhalb des Eises wird von den Eigenschaften des Gletschers beeinflusst.
Wie bewegen sich Gletscher?
Gletscher bewegen sich aufgrund der Schwerkraft und des Gewichts des Gletschers selbst und folgen der Hangneigung des Geländes. Es gibt zwei Mechanismen, die an der Gletscherbewegung beteiligt sind: innere Verformung und Gleiten an der Basis. Bevor wir uns detaillierter mit diesen Mechanismen befassen, ist es wichtig, das Konzept des „Schmelzpunktdrucks“ zu verstehen.
Die Geschwindigkeiten, mit denen markierte Punkte auf einem Gletscher vorrücken, variieren im Laufe der Zeit.
Eis hat einen Schmelzpunkt von 0°C an seiner Oberfläche, aber der Druck, der von der Eismasse ausgeübt wird, kann den Schmelzpunkt innerhalb des Eises verändern. Mit zunehmendem Druck sinkt der Schmelzpunkt des Eises. Als Ergebnis kann das Eis an der Basis des Gletschers bei Temperaturen unter 0°C schmelzen. In der Nähe des Schmelzpunktdrucks wird das Eis etwas formbar.
Kaltbasierte Gletscher bewegen sich hauptsächlich aufgrund von innerer Verformung, mit einer täglichen Bewegung von nur 1-2 cm, da sie am Boden gefroren sind. Die Ausrichtung der Eiskristalle in Richtung der Bewegung ermöglicht es dem Gletschereis, sich zu verformen und an sich selbst vorbeizurutschen. Ähnlich wie Gestein ist Eis bei niedrigem Druck spröde und bei höherem Druck tief im Gletscher plastisch. Das oberste Eis eines Gletschers bewegt sich mit dem Grundeis, während das untere Eis unter Kraft verformt. Die Reibung zwischen dem Boden des Gletschers und der Oberfläche bewirkt, dass der obere Teil des Gletschers schneller reist als der Boden, was zu Spalten führt, wenn sich Oberfläche und Boden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Ein höherer Druck auf der bergauf gelegenen Seite von Hindernissen führt zum Schmelzen und Wiedergefrieren von Gletschereis. Wenn Eis sich schnell bewegt, können an der Oberfläche Spalten entstehen.
Warmbasierte Gletscher werden hauptsächlich durch die Basisschub verursacht, die bei kaltbasierten Gletschern selten ist. Druck und Reibung erhöhen die Temperatur des Basis-Eises, was dazu führt, dass es schmilzt und das Gleiten des Eises erleichtert. Während der wärmeren Jahreszeiten können Niederschläge und Schmelzwasser aus den oberen Abschnitten des Gletschers die Basis erwärmen und das Gleiten anregen. Geothermische Systeme in Gebieten mit vulkanischer Aktivität tragen ebenfalls zur Auftauung an der Basis von Gletschern bei.
Gletscherbewegung spielt eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung von Landformen durch Erosion und Ablagerung. Gletscher bewegen große Mengen an Gestein und Schlamm und schaffen Landformen wie Moränen, Täler, Fjorde und Kar. Der Endrand eines Gletschers ist ein sichtbarer Ort seiner Bewegung, der je nach dem Gleichgewicht zwischen Schnee- und Eisansammlung und -verlust vorrückt oder sich zurückzieht. Der kontinuierliche Rückzug und das Schmelzen von Berggletschern sind ein deutlicher Indikator für die globale Erwärmung und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf Gletscher.