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Vergleichende photogrammetrische Untersuchungen zu langfristigen Veränderungen der Morphodynamik auf neuzeitlichen Lateralmoränen ausgewählter Alpengletscher

  • Seit dem Ende der Kleinen Eiszeit in der Mitte des 19. Jahrhunderts findet in den Alpen eine rasche Gletscherschmelze statt, die durch den aktuellen Klimawandel zusätzlich verstärkt wird. Im Zuge dessen werden große Areale mit lockerem Sediment freigelegt, unter anderem in Form von Lateralmoränen. Diese erfahren aufgrund ihres hohen Anteils an Lockermaterial und ihrer großen Neigung häufig eine Überformung durch geomorphologische Prozesse wie Muren, Rutschungen oder fluvialen Abtrag. Die Ergebnisse bisheriger Studien weisen darauf hin, dass die Geomorphodynamik auf Lateralmoränen während und im direkten Anschluss an die Gletscherschmelze am höchsten ist und im weiteren Verlauf abnimmt. Diese Untersuchungen fanden meist nur zu einem einzigen Zeitpunkt, aber auf Lateralmoränenabschnitten in verschiedenen Abständen zur rezenten Gletscherzunge statt. Diese Abstände wurden dabei mit einer unterschiedlich langen Zeit seit Entgletscherung gleichgesetzt. Im Gegensatz dazu wurde in dieser Arbeit anhand einer Auswahl von 10 GletschervorfeldernSeit dem Ende der Kleinen Eiszeit in der Mitte des 19. Jahrhunderts findet in den Alpen eine rasche Gletscherschmelze statt, die durch den aktuellen Klimawandel zusätzlich verstärkt wird. Im Zuge dessen werden große Areale mit lockerem Sediment freigelegt, unter anderem in Form von Lateralmoränen. Diese erfahren aufgrund ihres hohen Anteils an Lockermaterial und ihrer großen Neigung häufig eine Überformung durch geomorphologische Prozesse wie Muren, Rutschungen oder fluvialen Abtrag. Die Ergebnisse bisheriger Studien weisen darauf hin, dass die Geomorphodynamik auf Lateralmoränen während und im direkten Anschluss an die Gletscherschmelze am höchsten ist und im weiteren Verlauf abnimmt. Diese Untersuchungen fanden meist nur zu einem einzigen Zeitpunkt, aber auf Lateralmoränenabschnitten in verschiedenen Abständen zur rezenten Gletscherzunge statt. Diese Abstände wurden dabei mit einer unterschiedlich langen Zeit seit Entgletscherung gleichgesetzt. Im Gegensatz dazu wurde in dieser Arbeit anhand einer Auswahl von 10 Gletschervorfeldern in den Ostalpen der Frage nachgegangen, welche geomorphodynamischen Entwicklungen und Veränderungen von geomorphologischen Prozessen Lateralmoränen bei einer Beobachtung über Jahrzehnte hinweg zeigen. Für den Blick in die Vergangenheit wurden Archivluftbilder genutzt, die bis in die 1950er Jahre zurückreichen. Weitere Luftbilddatensätze stammen für die meisten untersuchten Gebiete aus den 1970er und 2000er Jahren. Die Luftbilder ermöglichten die Berechnung von Höhenmodellen, über deren Differenz Oberflächenveränderungen detektiert werden konnten. Aktuelle Fotoaufnahmen mit einer Drohne aus zwei aufeinanderfolgenden Jahren erlaubten zudem die hochgenaue Untersuchung rezent stattfindender Prozesse auf ausgewählten Abschnitten der Lateralmoränen. Die Ergebnisse zeigen ein sehr differenziertes Bild der Entwicklung der Morphodynamik und identifizierten Lateralmoränenabschnitte, deren Erosionsraten stagnieren, einen Lateralmoränenabschnitt mit zunehmenden Raten sowie eine überwiegende Anzahl mit über die Jahrzehnte abnehmender Morphodynamik, die jedoch bei vielen dieser Flächen auf einem hohen Niveau verbleibt. So weisen Moränenabschnitte mit hoher Morphodynamik ab Beginn des Beobachtungszeitraumes größtenteils bis heute sehr hohe Erosionsraten von bis zu 11 cm im Jahr auf und sind von einer starken Runsenbildung am Oberhang geprägt. Ein Zusammenhang zwischen der Entwicklung der Morphodynamik und der Zeit seit Entgletscherung konnte nur sehr bedingt festgestellt werden. Vielmehr deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Beschaffenheiten der Lateralmoränen wie die primäre Hangneigung zum Zeitpunkt der Entgletscherung großen Einfluss auf die spätere Morphodynamik ausüben. Aufgrund dieser Beobachtungen muss hinterfragt werden, inwiefern Vergleichsuntersuchungen von Moränenabschnitten in unterschiedlicher Entfernung zur rezenten Gletscherzunge tatsächlich Hinweise auf den Ablauf der Stabilisierung von Lateralmoränen liefern und ob die vorgeschlagenen Modelle einer raschen Stabilisierung innerhalb einiger Jahrzehnte nach Entgletscherung aufgrund dessen, was die in die Vergangenheit reichenden Daten zeigen, nicht überdacht werden müssen.show moreshow less
  • Since the end of the Little Ice Age (LIA) in the middle of the 19th century the glaciers in the Alps were subject to severe recession that is enhanced by the recent climate change. The retreating glaciers expose large areas with loose sediments, amongst others in the form of lateral moraines. Due to their instability and high slope angle, the lateral moraines are reworked by geomorphological processes such as debris flows, slides or fluvial erosion. Previous studies have provided indications that the geomorphodynamics on lateral moraines are highest during and immediately after glacier melt and decline subsequently. These surveys, however, were mostly conducted at a single point in time only. Instead, lateral moraine sections at different distances from the recent glacier terminus were assumed to represent varying time spans since deglaciation. By contrast, this work studied which geomorphodynamic developments and changes of geomorphological processes on lateral moraines emerge during an observation over decades, based on a selectionSince the end of the Little Ice Age (LIA) in the middle of the 19th century the glaciers in the Alps were subject to severe recession that is enhanced by the recent climate change. The retreating glaciers expose large areas with loose sediments, amongst others in the form of lateral moraines. Due to their instability and high slope angle, the lateral moraines are reworked by geomorphological processes such as debris flows, slides or fluvial erosion. Previous studies have provided indications that the geomorphodynamics on lateral moraines are highest during and immediately after glacier melt and decline subsequently. These surveys, however, were mostly conducted at a single point in time only. Instead, lateral moraine sections at different distances from the recent glacier terminus were assumed to represent varying time spans since deglaciation. By contrast, this work studied which geomorphodynamic developments and changes of geomorphological processes on lateral moraines emerge during an observation over decades, based on a selection of 10 glacier forefields in the eastern Alps. To look into the past, archival aerial images reaching back to the 1950s were utilized. Furthermore, aerial image datasets from the 1970s and the 2000s were at disposal. The aerial images laid the foundation for the computation of digital elevation models and, by calculating the difference between the models, allowed for the detection of surface elevation changes. Additionally, campaigns with a drone were conducted in two consecutive years for selected lateral moraine sections, enabling a high-resolution analysis of the processes currently occurring. The results concerning the development of morphodynamics on lateral moraine sections are diverse: some slopes display a stagnation of the erosion rates, the rates on one section merely increase and the majority of slopes show a decline of the morphodynamics over decades, which, however, stay on a high level in many cases. In particular, moraine sections with high morphodynamics in the beginning of the observation period mostly show high erosion rates up until now with values up to 11 cm per year. These moraine sections also feature heavy gullying on their upper slopes. A correlation between the development of morphodynamics and the time since deglaciation could scarcely be established. In fact, the results rather indicate that characteristics of the lateral moraines such as the initial slope angle at the time of deglaciation have a significant influence on the later morphodynamics. These observations raise concerns whether analyses based on the comparison of lateral moraine sections with different distances to the glacier terminus can provide sound evidence concerning their process of stabilization. Instead, models proposing a rapid stabilization within decades after deglaciation may need to be revisited in view of results that are based on the processing of historic records.show moreshow less

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Metadaten
Author:Betz-Nutz, Sarah
URN:urn:nbn:de:bvb:824-opus4-6980
DOI:https://doi.org/10.17904/ku.opus-698
Advisor:Prof. Dr. Becht, Michael, Apl. Prof. Dr. Heckmann, Tobias
Document Type:Doctoral thesis
Language of publication:German
Online publication date:2021/07/28
Date of first Publication:2021/07/28
Publishing Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt
Awarding Institution:Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt, Mathematisch-Geographische Fakultät
Date of final examination:2021/06/23
Release Date:2021/07/28
Tag:Drohnenaufnahmen; Erosion; Historische Luftbilder; Lateralmoränen; Morphodynamik; Paraglaziale Anpassung
GND Keyword:Moräne; Geomorphologie; Abtragung; Fotogrammetrie
Pagenumber:XVIII, 245 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Faculty:Mathematisch-Geographische Fakultät
Dewey Decimal Classification:9 Geschichte und Geografie
5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie
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