Permafrost und Sedimenthaushalt in einem alpinen Geosystem

In dieser Arbeit wurde die Rolle des Reliefs als Produkt und Regler unterschiedlicher geomorphologischer Prozesse in einem alpinen Geosystem (Turtmanntal, Schweiz), welches durch Permafrost sowie von periglazialen Prozessen und Formen gekennzeichnet ist, untersucht. Einen zentralen Bestandteil bildet die Analyse der Wechselwirkungen zwischen geomorphologischen Formen und Prozessen im Hochgebirge. Der Einfluss des Reliefs auf die Permafrostverbreitung wurde auf regionaler und lokaler Raumskale untersucht.
Basierend auf der Kartierung von Blockgletschern als Permafrostindikatoren wurde ein neuer empirisch-statistischer Ansatz zur Modellierung der regionalen Permafrostverbreitung entwickelt. Zur Validierung unterschiedlicher regionaler Permafrostmodelle und zur Analyse lokalskaliger Einflüsse des Reliefs auf die Permafrostverbreitung wurde eine Permafrostkartierung in einem Seitental des Untersuchungsgebietes durchgeführt. Zur Durchführung der Kartierungen und Analysen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen wurden moderne geophysikalische Methoden, hochaufgelöste Fernerkundungsdaten und ein Digitales Höhenmodell genutzt.
Einen weiteren wesentlichen Bestandteil der Arbeit stellt die Ermittlung der Sedimentvolumina der Blockgletscher dar. Es wurde ein semiquantitativer Ansatz verfolgt, bei dem die Mächtigkeiten und Sedimentvolumina der Blockgletscher auf Grundlage des hochaufgelösten digitalen Höhenmodells bestimmt wurden. Für die Mächtigkeiten, Sedimentvolumina und -massen der Blockgletscher wurden zwei Szenarien entwickelt. Die auffallend geringen Mächtigkeiten und Sedimentvolumina der Blockgletscher lässt auf eine hohe Sensitivität dieser Formen gegenüber klimatischen Veränderungen schließen. Im Turtmanntal stellen Blockgletscher daher sehr gute Indikatoren für die Permafrostverbreitung auf regionaler Skale dar.

In this study, the role of landform for different geomorphic processes within an alpine geosystem has been examined. The study area (Turtmann Valley, Switzerland) is characterized by the existence of permafrost and numerous periglacial processes and features. Analysis of interactions of geomorphic landforms and processes in a high mountain geosystem represented a key task of this study. Thus, the influence of landform on the development of permafrost on different spatial scales has been analyzed.
Initially, rock glaciers in the study area have been mapped and compiled in an inventory serving primarily as a database for the development of a new empirical-statistical modelling approach to simulate regional permafrost distribution. A high resolution digital elevation model has been used to perform the modelling. Furthermore, validation of different regional permafrost distribution models has been carried out by mapping permafrost on the local scale in a side valley of the study area. Mapping of permafrost is based on measurements of geophysical parameters and ground surface temperatures.
A further objective of this study consisted in determining the sediment volume of the rock glaciers of the Turtmanntal. Using a semi-quantitative approach and a high resolution Digital Elevation Model, the thickness and sediment volume of each rock glacier has been determined. Two scenarios for rock glacier thickness, sediment volume and sediment mass are presented in the study. Due to very low sediment volumes the rock glaciers in the Turtmanntal are assumed to react very sensitive to changes of the climatic boundary conditions. Thus, the rock glaciers in the Turtmanntal represent a suitable indicator for permafrost distribution on a regional scale.