Steinschlag im Hochgebirge – In Zukunft besser abschätzbar?

Steinschlag gehört zu den häufigsten Naturgefahren im Hochgebirge, und ist eine Gefahr für Bergsteiger und Kletterer. Ein Forscherteam am Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam (GFZ) will herausfinden, warum und wann genau Steinschlag im Hochgebirge ausgelöst wird. Dabei werden die Hochwanner-Nordwand bei der Zugspite und Felswände im Lauterbrunnental vermessen und "abgehört".

Um die Gefahr durch Steinschlag in Zukunft besser abschätzen zu können, werden eine ganze Reihe an detaillierten Informationen benötigt: Was genau führt zum Ablösen von Gesteinspaketen? Wo sind die Abbruchstellen und wie häufig passieren diese Steinschläge? Je mehr über diese einzelnen Parameter bekannt ist, desto besser können die von Steinschlägen ausgehenden Gefahren für Infrastruktur und Menschen beurteilt werden. Des Weiteren geben diese Daten auch Auskunft über die Entwicklung der alpinen Landschaft in größeren räumlichen und zeitlichen Maßstäben.

Seismometer und Laserscanner erfassen die kleinsten Bewegungen

Weil Steinschläge nur unregelmäßig vorkommen und ihre genaue Beobachtung schwierig ist, verwenden Forscher vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam eine neu entwickelte Methode um von Steinschlägen gefährdete Lokalitäten kontinuierlich überwachen zu können. Zu diesem Zweck haben die Wissenschaftler im Lauterbrunnental in der Schweiz und an der Hochwanner-Nordwand östlich der Zugspitze (siehe Bild 1) mehrere Seismometer installiert. Diese Instrumente werden seit langem benutzt um Erdbeben aufzuzeichnen, können aber auch Oberflächenprozesse wie zum Beispiel Schuttströme, Geschiebetransport in Flüssen und eben Steinschläge detektieren. Dazu werden die Seismometer ca. 40 cm tief im Boden eingegraben, wo sie bis zu mehreren Jahren verbleiben und kleinste Bodenbewegungen aufzeichnen.

Jeder Sturzprozess hinterlässt eine typische seismische Signatur in den aufgezeichneten Daten (siehe Bild 2). Damit kann man nicht nur unterschiedliche Oberflächenprozesse (Steinschlag, Felssturz, Murgang) voneinander unterscheiden, sondern sogar deren Größe und Häufigkeit bestimmen.

Diese seismischen Aufzeichnungen, die eine genaue zeitliche Bestimmung der Steinschläge ermöglichen, werden mit optischen Messungen ergänzt. Mit einem terrestrischen Laserscanner wird die gleiche Felswand wiederholt abgemessen. Dadurch kann mit einer Genauigkeit im Zentimeter-Bereich genau abgeschätzt werden, wo genau und wie viel Gesteinsmaterial abgebrochen ist, und wo es auf den Schuttfächern am Fuße der Steilwand abgelagert wurde. Darüber hinaus geben zusätzlich Wetterdaten wichtige Aufschlüsse über Gefrierzyklen, die Gesteine langsam zerklüften, und über Niederschlagsereignisse, die ein Auslöser von Steinschlägen sein können.

Von der einfachen Messung zum Frühwarnsystem

Diese neuartige Kombination von Umweltdaten wird den Wissenschaftlern helfen Modelle zu entwickeln, um die Dynamik von Steilwänden besser zu verstehen. Die Kombination von Seismik, Laserscanning und Wetterdaten bietet die Möglichkeit, Auslösemechanismen und –ursachen von Steinschlägen präzise festzustellen. Ein Ziel des Projektes ist es herauszufinden, ob große Steinschläge etwa durch kleinere Vorläuferaktivitäten angekündigt werden. Ist dies der Fall, dann wäre es denkbar anhand dieser Messungen sogar ein Frühwarnsystem für Steinschlagereignisse aufzubauen.

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