A6 Jökulhlaups und Gletscherfluten

Thema

Ein Jökulhlaup, isländisch für plötzliche Gletscherflut, ist die abrupte Freisetzung von Wasser, das im oder auf einem Gletscher gespeichert ist. Diese plötzliche Freisetzung kann innerhalb weniger Stunden Wassermengen von Zehntausenden Kubikmetern pro Sekunde erzeugen. Ein Jökulhlaup kann auf drei verschiedene Arten ausgelöst werden: durch das Brechen eines Eisdamms, der das Wasser zurückgehalten hat, durch das Austreten eines Sees, der sich unter dem Gletscher gebildet und durch geothermische oder vulkanische Aktivität erwärmt hat, oder durch den Bruch eines Damms, der durch die vom Gletscher selbst abgelagerten Moränen gebildet wurde.

Der Mechanismus, der einen Jökulhlaup unter dem Eis erzeugt, ist ein unter Druck stehender Wasserkanal, der sich durch den Gletscher schneidet. Das durch diesen Kanal fließende Wasser schmilzt die Eiswände durch die Reibungswärme, wodurch sich der Kanal erweitert. Ein erweiterter Kanal verringert den hydraulischen Druck des darin fließenden Wassers. Der niedrigere hydraulische Druck zieht noch mehr Wasser aus dem unter dem Gletscher gespeicherten System in den Kanal selbst. Dieses größere Wasservolumen beschleunigt die Entleerung des Jökulhlaufs zusätzlich und schließt so einen sich selbst verstärkenden thermischen und hydraulischen Rückkopplungsmechanismus. Dieser Rückkopplungsmechanismus erzeugt die charakteristische Form des Abflussgangs eines Jökulhlaufs: einen langsamen, allmählichen Anfangsanstieg, gefolgt von einem katastrophalen Scheitelpunkt.

Entsteht ein Jökulhlauf hingegen durch die Entleerung eines vor der Gletscherzunge aufgestauten Gletschersees, so folgt der Bruch der Barriere, die diesen Gletschersee umschließt, denselben physikalischen Gesetzmäßigkeiten wie ein offener, wasserführender Kanal. Hinzu kommt die Erosion stromaufwärts, die den Durchbruch vertieft, je mehr Wasser aus dem Gletschersee austritt. Ein Standardmodell beschreibt die Entwicklung des sich unter dem Eis öffnenden Kanals während des Vorrückens des Jökulhlaufs, während ein weiterer Satz von Standardgleichungen die Ausbreitung der Flutwelle beschreibt, nachdem sie den Gletscher verlassen hat und stromabwärts fließt. Das zu erwartende Verhalten eines Jökulhlaups, ob er nun unter dem Eis entsteht oder durch das Abfließen eines aufgestauten Gletschersees verursacht wird, folgt einer gut belegten empirischen Korrelation: Je größer das vor dem Abfließen angesammelte Wasservolumen ist, desto größer ist der Spitzenabfluss, den der Jökulhlaup während der wenigen Stunden seines Abflusses erreicht – derselbe plötzliche Abfluss von Zehntausenden Kubikmetern pro Sekunde, mit dem diese Beschreibung begann.

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