Erdrutsche, Tsunamis und Hangstabilität in Alaska

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Anja Dufresne

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Erdrutsche, Tsunamis und Hangstabilität in Alaska

Projektlaufzeit: 2016 bis 2020

 

Im Glacier Bay National Park in SE Alaska sind laut unseren Kollegen Coe et al. (2018) seit 1984 mindestens 24 große Felsstürze aufgetreten. Die entstehenden Felsstürze bedecken Gebiete zwischen 5,5 und 22,2 Kubikkilometern. Zwei dieser Stürze werden von Arbeitsgruppen untersucht, mit denen Dr. Anja Dufresne vom Institut für Ingenieurgeologie zusammenarbeitet.

 

Der Felsabbruch im Jahr 2015 mit folgendem Tsunami in der Icy Bay

Felsabbruch Urheberrecht: A. Dufresne Abbildung 1. Am 17. Oktober 2015 landete ein Erdrutsch von rund 180 Millionen Tonnen Gestein auf der Zehe des Tyndall Glacier und im Wasser des Taan Fjords. Sie schickte eine Tsunamiwelle, die 193 m hoch an den gegenüberliegenden Talhängen aufprallte.

Die Tyndall-Gletscher-Lawine vom Oktober 2015 verursachte einen der größten Tsunamis in der Historie von Alaska; die maximale Wellenanlaufhöhe, gemessen aus Feldmessungen, betrug 192 m (Haeussler et al. 2017; Dufresne et al. 2018; Higman et al. submitted). Im abgelegenen Taan Fjord, einem Arm der Icy Bay, waren weder Menschen noch Infrastruktur betroffen - noch wäre dieses Ereignis bemerkt worden, wenn es nicht durch den langzeitseismischen Ereignisdetektor am Lamont Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York aufgezeichnet worden wäre (s. Ekström und Stark 2013). Der Hang, an dem die Lawine initiierte, weist seit mindestens 1996 Verformungserscheinungen auf (Meigs et al. 2006); sein katastrophales Versagen im Jahr 2015(Abb. 1) hat rund 76 Millionen Kubikmeter Gestein freigesetzt, von denen die meisten heute unter Fjordwasser liegen. Eine von der NSF geförderte Gruppe internationaler Forscher sammelte im Sommer 2016 Daten, die bereits wenige Monate später durch Erosion, Sedimentation und/oder Vordringen des Gletschers verändert oder zerstört wurden (Dufresne et al. 2018). Zu diesen Daten zählen Bathymetrie, Luftbilder, hochauflösende DEM und strukturelle und sedimentologische Felddaten.

Weblinks:

 

Der supraglaziale Erdrutsch 2016 am Lamplugh Glacier

Erdrutsch am Lamplugh Gletscher Urheberrecht: A. Dufresne Abbildung 2. Am 28. Juni 2016 begann ein Erdrutsch an einem nach Norden ausgerichteten Felskamm und fiel auf den Lamplugh Gletscher im Glacier Bay Nationalpark. Das Ereignis wurde in seismischen Daten am Lamont Doherty Earth Observatory erfass

Im Juni 2016 trat ein weiteres Ereignis im Park in den Medien auf: Schätzungsweise 46 Millionen Kubikmeter Fels, Eis und Schnee fielen rund 1400 Meter auf den Lamplugh-Gletscher und hinterließen eine spektakuläre Felslawine von 10 Kilometern Länge (Abb. 2). Es wurde zuerst von Flugzeugpiloten entdeckt und auch am Erdbeobachtungszentrum aufgenommen. Marten Geertsema vom Ministry of Forests, Lands and Natural Resource Operations (FLNRO) in British Columbia, Colin Stark vom Earth Observatory, Gabriel Wolken von der University of Fairbanks, Alaska, und Anja Dufresne, LIH; damals eine Gastforscherin bei FLNRO, flogen nach Alaska und charterten ein kleines Flugzeug, um die letzten Kilometer von Haines zum Lamplugh Glacier zurückzulegen. Sie verbrachten zwei Tage damit, Feldproben zu sammeln (Abb. 3), die zur Veröffentlichung anstehen.

Internetlinks:

 

Hanginstabilität und Tsunami-Gefahren am Grewingk Glacier und Lake

Luftbild Berg mit Brüchen Urheberrecht: Ground Truth Trekking under the Creative Commons Attribution Non-Commercial license Abbildung 3. Hangparallele Risse, ein Gletscher mit einem sich vertiefenden See an der Spitze und ein vergangener Hangsturz, der 1967 einen 60 m Tsunami auslöste, machen diese Stelle zu einem dringenden Ort, um Hangstabilität zu untersuchen.

Die aktuell beschleunigte Erwärmung des Klimas und der Rückgang der Gletscher sind mit einer Zunahme der Aktivität des Hangversagens, vom erhöhten Steinschlag bis zum Einsturz ganzer Hänge, verbunden. In einigen Gebieten Alaskas treten große Felsrutschereignisse nicht nur häufiger auf, sondern scheinen auch pro Ereignis an Größe zu zunehmen. Der Grewingk Glacier and Lake im Kachemak Bay State Park auf der Kenai Halbinsel (südlich von Anchorage, Alaska) weist viele Risikofaktoren auf: schneller Gletscherrückgang, dokumentierte Geschichte eines tief sitzenden Tsunamigenversagens, hohe und steile Hänge, häufige kleinere Ausfälle, und Anzeichen von aktiven Rissen im Grat und Tiefwasser. Es ist auch ein beliebtes Reiseziel, das an einem arbeitsreichen Sommertag bis zu 100 Personen anzieht.

Mit einem ersten Stipendium (DU1294/4-1) zur Förderung der Initiierung internationaler Kooperationen der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) besuchten Anja Dufresne und Pooya Hamdi des LIH den Grewingk Lake und Glacier gegenüber der Bucht von Homer, Alaska. Während unseres Standortbesuchs wanderten wir zur Steilküste des Erdrutsches von 1967, der einen Tsunami im proglazialen See und Delta verursachte. Die Umfrage wurde von Bretwood Higman von Ground Truth Trekking und in Zusammenarbeit mit Edward Berg von der University of Alaska, Kenai Peninsula College, organisiert.


   

Referenzen:

  • Higman B, Geertsema M, Shugar D, Lynett P, Dufresne A (2019). The 2015 Taan Fiord landslide and tsunami. Alaska Park Science, Understanding and Preparing for Alaska’s Geohazards 18(1): 7-16.
  • Dufresne A, Wolken G, Hibert C, Bessette-Kirton E, Coe J, Geertsema M, Ekström G (2019). The 2016 Lamplugh rock avalanche, Alaska: Deposit structures and emplacement dynamics. Landslides, https://doi.org/10.1007/s10346-019-01225-4
  • Higman B, Shugar D, Stark CP, Ekström G, Koppes M, Lynett P, Dufresne A, Haeussler P, Geertsema M, Gulick S, Mattox A, Venditti JG, Walton MAL, McCall N, McKittrick E, MacInnes B, Bilderback EL, Tang H, Willis MJ, Richmond B, Reece B, Larsen C, Olson B, Capra J, Ayca A, Bloom C, Williams H, Bonno D, Weiss R, Keen A, Skanavis V, Loso M (2018). The 2015 landslide and tsunami in Taan Fiord, Alaska. Nature Scientific Reports 8(12993).
  • Dufresne A, Geertsema M, Shugar D, Koppes M, Higman B, Haeussler P, Stark C, Venditti J, Bonno D, Larsen C, Gulick SPS, McCall N, Walton MA, Loso MG (2018). Sedimentology and geomorphology of a large tsunamigenic landslide, Taan Fiord, Alaska. Sedimentary Geology – Special Issue ‘Evidence of Geohazards’: 364, 302-318.

Konferenzpräsentationen

  • Higman B, Dufresne A, Berg E, Geertsema M, Lynett P, Roberts N, Loso M (2019). Lessons from Taan Fiord and Lituya Bay: is Alaska’s Grewingk Lake poised for catastrophe? AGU Fall Meeting 9-13 December 2019, San Francisco, CA, USA.
  • Koppes MN, Williams H, Geertsema M, Dufresne A (2019). Hazards of a changing cryosphere: a comparison of glacial and paraglacial responses to rapid glacial retreat in coastal fjords. AGU Fall Meeting 9-13 December 2019, San Francisco, CA, USA.
  • Dufresne A, Geertsema M, Shugar DH, Koppes M, Higman B, Haeussler PJ, Stark C, Venditti JG, Bonno D, Larsen C, Gulick SPS, McCall N, Walton M, Loso MG, Willis MJ (2018). The October 2015 tsunamigenic landslide in Taan Fiord, Alaska. EGU General Assembly, Vienna, Austria, 8-13 April 2018.
  • Haeussler PJ, Stark C, Ekström G, Gulick S, Higman B, Bloom C, Bilderback E, Dufresne A, Geertsema M, Guiltier L, Jaffe B, Koppes M, Labay K, Larsen C, Loso M, Lynett P, McCall N, Richmond B, Reece B, Shugar D, Venditti J, Walton M, Weiss R, Williams H (2017). The seismologically detected Taan Fiord landslide and tsunami of 17 October 2015: preliminary findings. Seismological Society of America Annual Meeting, Denver, Colorado, USA, 18-24 April 2017.
  • Geertsema M, Wolken G, Stark C, Dufresne A (2016). Large ice-rock avalanches in Glacier Bay National Park. Centennial Science and Stewardship Symposium, Fairbanks, Alaska, 19-21 October 2016.