Bergstürze werden berechenbarer

Sie sind gewaltig. Sie reißen alles mit – und jeden. Die Rede ist von Bergstürzen [1]. Solche Massenbewegungen sind eine für uns unschöne Kehrseite der Geologie. Plötzlich macht sich ein großes Gesteinspaket auf den Weg nach unten. Die Zerstörungswut ist immens: leicht können über 500.000 Kubikmeter Gerölle einen Berg hinabpoltern. Prähistorisch ist sogar noch mehr drin: Es gibt Hinweise, dass im Himalaja schon über zwei Kubikkilometer (2.000.000.000 Kubikmeter!) große Bergstürze stattgefunden haben. Das ist aber wohl Jahrtausende her und Geologen können heute nur die gebliebenen Geröllhalden bestaunen.

[Video fehlt] Ein kleinerer Bergsturz aus den Schweizer Alpen

Reibung schmilzt Gestein

Schon bei heute üblichen Bergstürzen sind die freigesetzten Energien immens. Die richtigen Großlawinen können Geschwindigkeiten von 100 km/h erreichen [2]. Besonders massereiche Rutschpartien sollen auch schon 200 km/h schnell werden.

Im ausgehenden 19. Jahrhundert fanden Geologen in alpinen Geröllfächern im Ötztal sogar ehemals geschmolzenes Gestein, das entfernt Bimsstein ähnelt. Erst in den 1970er Jahren bestätigte unter anderem die Arbeit vom Regensburger Professor Ekkehard Preuss: die hinabrumpelnde Masse wurde an ihrer Unterseite so heiß, dass sie aufschmolz. Bei silikatischen Gesteinen sind dafür Temperaturen von über 1700 Grad Celsius nötig. Aber immerhin könnte diese Erhitzung die enormen Geschwindigkeiten erklären. Offenbar verhält sich die Rutschbasis der Megalawine wie ein Luftkissen aus Staub und Schmelzanteilen, die nun umso reibungsärmer und somit schneller nach unten gleiten kann [3].

Massenströme im Gebirge sind auch sonst kein Spaß. Meist finden sie in ziemlich entlegenen Gebieten statt und werden zunächst übersehen. Bergflanken setzen sich außerdem eher in Bewegung, wenn noch eine zweite Naturgewalt auf sie einwirkt: 2009 brach etwa der Taifun Morakot über Taiwan ein, führte zu Rekordfluten an den Küsten und ließ etliche Flüsse anschwellen. Völlig unbemerkt ergoss sich währenddessen ein gewaltiger Schlamm- und Geröllstrom über ein steiles Tal tief in den Zentralbergen Taiwans. Er zerstörte ein 1300-Einwohner-Dorf restlos und begrub dabei 600 seiner Bewohner. Der taiwanesische Zivischutz war an diesem Tag aber so beschäftigt, dass die Außenwelt (und die ohnehin beschäftigten Helfer) erst viele Stunden später davon erfuhren.

Bergstürze überwachen wie Erdbeben

Nun gibt es gerade ein spannendes Science-Paper [4], das zumindest den Informationsfluss in Zukunft verbessern könnte. Geophysiker der Columbia University haben sich einmal die Seismogramme der letzten 30 Jahre angeguckt, die vom Global Seismographic Network aufgezeichnet worden sind (eigentlich ein Messverbund, der Atomtests und große Beben belauschen soll). Die Stationen zeichnen wohl ständig niederfrequente lange Schwingungen auf, deren Ursprung überwiegend unklar ist. Zehn solche Ereignisse gibt es jeden Monat.

Eine der Ursachen für das tiefe Dröhnen haben die Seismologen jetzt auf Bergstürze zurückgeführt. Sie haben dafür schlicht die Koordinaten trianguliert, wie man es auch bei Erdbeben tut. Danach haben sie in Google Maps Satellitenbildern nachgeschaut, ob dort ein zwischenzeitlich zerbröselter Berghang am Talgrund liegt. Und dann haben sie mal nachgesehen, ob schon irgendwo darüber berichtet worden war. Zumindest bei zwei Bergstürzen in Alaska und im chinesischen Himalaya waren sie die ersten, die überhaupt davon berichtet haben.

Die Methode geht aber noch ein bisschen weiter – und da wird es wirlich interessant. Denn ein großer Bergsturz geht schon mal dutzende Sekunden lang. Oft ist das kein gleichförmiges Dröhnen, sondern eher ein Abrutschen, dann ein innehalten, dann wieder ein stärkeres Abrutschen. Oft wird der Gesteinsstrom auch durch ein Hindernis aufgehalten oder schwächt sich ab. Die Seismogramme sind wohl gut genug, um das alles zu sehen: selbst, in welche Himmelsrichtung sich der Strom bewegt und wieviel Masse überhaupt unterwegs ist.

Wenn man sich nun vorstellt, ein Rettungshelfer zu sein, während ein Jahrhunderttaifun das ganze Land lahmgelegt hat: Da wäre es schon hilfreich, sofort erfahren zu können, das sich gleichzeitig irgendwo Berg in Bewegung gesetzt hat. Und genau das – so schlagen es die Geophysiker vor – dürften sie bald automatisch aus den Seismogrammen ablesen können.

Wen es interessiert: ich habe im Deutschlandfunk einen kleinen Beitrag dazu gemacht.

Bergsturz Randa in den Alpen: plausibel, dass große Bergstürze gefährlich sein können, etwa indem sie Flusstäler aufstauen und Fluten auslösen (Bild: CC-BY-SA 3.0 DE Wandervogel, Wikimedia Commons)

[1] Was genau ein Bergsturz ist, wechselt im geologischen Sprachgebrauch. Das Standardwerk Allgemeine Geologie [2] verwendet bei so großen Massenbewegungen zusammenfassend landslide – und auf dieser Ebene bewegt sich der Bergsturz in diesem Beitrag.

[2] J. Grotzinger, T. H. Jordan, F. Press, R. Siever, Allgemeine Geologie, Spektrum Akademischer Verlag, 5. Auflage (2008), S. 447f

[3] Oft ist auch noch Wasser mit im Spiel. Dann beginnt die geologische Nomenklatur von einem Bergsturz auf Schutt- oder Schlammstrom umzuschwenken. Aber wie immer in der Natur lässt sich all das schwer trennen. Meist beginnt es (weit oben in den Bergen) mit einem trockenen Bergsturz, weiter unten wird das rollende Sediment dann feiner und womöglich auch feuchter.

[4] G. Ekström und C. Stark: Simple Scaling of Catastrophic Landslide Dynamics, Science 339 (2013), DOI: 10.1126/science.1232887