Vorhersage von Erdrutsch/Schlammlawine

[Coppelia]

Ich hab da so ein Problem ...

In diesem Roman gibt es einen Erdrutsch bzw. eine Schlammlawine. Der ausgelaugte Boden hält einem Gewitterregen nicht stand. So weit, so gut.
Die Frage ist nur: Wie kann man voraussagen, an welcher Stelle der nächste Erdrutsch auftreten wird bzw. die nächste Schlammlawine niedergeht? Die Leute wohnen in einem Talkessel, der ringsum steile Wände hat. Ihre Technologie ist nicht sehr weit entwickelt. Sie ahnen, dass es eine Lawine geben wird, aber wo? Wie können sie das herausbekommen?

Ich wäre für Tipps dankbar, mit Erdkunde/Geologie kenne ich mich leider überhaupt nicht aus.

[Churke]

http://de.wikipedia.org/wiki/Murgang

"Murgangwarnungen sind noch im experimentellen Stadium."

Die Mure ist allerdings kanalisiert, man weiß also recht genau, wo sie auftreten wird. Unsicher ist aber das Wann.

http://www.planeterde.de/geotechnologien/aus-der-praxis/berge-auf-talfahrt/

In dem Beitrag geht es um die sogenannte Tachymetrie, die optische Vermessung von Markierungspunkten. Bislang schlägt man einen Pfosten ins Erdreich und dann schaut man, ob er sich (talwärts) bewegt.
Bei einem plötzlich auftretenden Erdrutsch in Folge eines Platzregens kann man das vergessen, denke ich. Da bleibt nichts anderes übrig, als nach gefährdeten Stellen und Rissen im Berg zu suchen. Denn wo keine Erde ist, kann auch keine abrutschen...

[Coppelia]

Vielen Dank für die Hinweise und die guten Links!

Eine Mure ist es bei mir wohl eher nicht, weil kein Fluss betroffen ist, sondern eher der ganze Berghang.
Mann, da hab ich mir ja was angelacht. Ich hab mir jetzt ein paar Einzelpunkte überlegt und mit ein wenig Erdbeben nachgeholfen, hoffentlich ist das überzeugend. Vielleicht sollten meine Charaktere auch wirklich den Berg inspizieren gehen. Muss ich mal überlegen, was sinnvoll wäre ... ich hab doch keine Zeit!

[Tenryu]

Das ist eine komplexe Angelegenheit. Die Ursachen für Bergstürze, Hangrutschungen oder Murabgänge sind unterschiedlich und hängen von den geomorphologischen wie geologischen gegebenheitan ab.

Ein Bergsturz ist ein gewaltiges Ereignis, welches ganze Talböden verschütten kann. Bedeutendes historisches Beispiel: Der Bergsturz von Goldau (=> http://de.wikipedia.org/wiki/Bergsturz_von_Goldau )

Zufällig habe ich in meinem Archiv ein vor einiger Zeit erstelltes Referat zu dem Thema gefunden. Vielleicht kann die eine oeder andere Information für dich nützlich sein:

Bergstürze stellen eine besondere Form gravitativer Massenbewegungen im Gebirge dar. Im Gegensatz zu Lawinen und Schlammuren treten sie plötzlich und unvermittelt auf. Ihre Vorhersage ist schwierig und ihr Schadenspotential beträchtlich.

ERSTER TEIL:
Gravitative Massenbewegungen

1.1 Massenbewegungen im Gebirge – Allgemeine Betrachtungen
Bergstürze gehören zu den erosiven Prozessen an der Erdoberfläche. Sie sind das Ergebnis der Verwitterung von Gestein.
Man unterscheidet zwischen Denudation und Erosion. Während die Erosion (von lat. erodere = ausnagen) die linienhafte Abtragung bezeichnet, versteht man unter Denudation (von lat. denudare = entblößen) flächenhafte Abtragungsprozesse. Sämtliche Denudationsprozesse bestehen aus dem Transport von Gesteinsmaterial und unterliegen daher der Schwerkraft (Ahnert 1996: 121). Man spricht daher auch von sog. gravitativen Massenbewegungen. Hierzu gehören:
- Sturzdenudation
- Blockabstürze
- Felsstürze
- Bergstürze
- Rutschungen
- Bergrutsche
- Blockrutschungen
- Schuttrutschungen in Grobmaterial
Neben den rein schwerkraftbedingten Massenbewegungen gibt es auch Messenbewegungen, wie welchen ein Medium (Wasser, Eis, Schnee) beteiligt ist. Endlich zählt man auch Massenbewegungen mit maßgeblicher Frostwirkung, meist bei Permafrostböden.

1.1.2 Arten gravitativer Massenbewegungen
Damit gravitative Massenbewegungen überhaupt auftreten können, bedarf es einer Erhebung im Gelände, sowie der Einwirkung der Schwerkraft K. Die Schwerkraft wirkt vertikal nach unten zum Erdmittelpunkt hin und ist physikalisch als Produkt aus Masse und Beschleunigung definiert. Die irdische Fallbeschleunigung g beträgt 981cm/s²:
K=m · g
Die Wirkung der Schwerkraft auf die Materialbewegung ist eine Funktion der Hangneigung. Die wirkenden Kräfte lassen sich in zwei Vektoren zerlegen: einerseits den hangparallel wirkenden Vektor der sog. Schub- oder Scherspannung, und andererseits den Vektor der Schwerebeschleunigung, auch als Druckspannung bezeichnet.

1.1.3 Plastisches Fließen
Unter Plastischem Fließen versteht man Massenbewegungen von Lockermaterial, welche erst einsetzen, wenn die Schubspannung einen bestimmten Schwellenwert (Grenzschubspannung) überschreitet. Dieser wird u.a. durch die Kornform des Materials und der Lagerungsart sowie der Kohäsion bestimmt.

1.1.4 Viskoses Fließen
Im Gegensatz zum plastischen Fließen muß beim viskosen Fließen keine Grenzschubspannung überschritten werden. Hier findet eine Bewegung immer dann statt, wenn überhaupt eine Schubspannung vorliegt.

1.1.5 Geschwindigkeiten von Massenbewegungen
Die Geschwindigkeit gravitativer Massenbewegungen kann stark variieren: sie reicht von weniger als 1mm/Tag bis 100m/s. (Zepp 2002: 100) Man unterscheidet entsprechend Massenbewegungen nach der Geschwindigkeit und nach dem Vorhandensein eines Mediums (z.B. Wasser).

1.2 Verschiedene Arten von Sturzdenudation und Rutschungen

1.2.1 Blockabstürze
An Felswänden können Blöcke abstürzen, wenn die auf sie wirkende schwerkraftbedingte Schubspannung die Grenzschubspannung übersteigt. Hierzu muß die Wand steil aber nicht senkrecht sein. Die Ursache für den Absturz kann eine geringe sein, wie das Auftreten eines schwachen Nachtfrostes und das morgendliche Auftauen. (Ahnert 1996: 125)

1.2.2 Felsstürze
Felsstürze unterscheiden sich von Blockabstürzen darin, daß hierbei ganze Felswände oder große Teile derselben auf einmal abstürzen. Ähnlich dem Blockabsturz folgt die Abrißfläche einer bestehenden Kluft. Am Berghang bleibt eine Abrißnische mit einer glatten Rückwand und einer  häufig bogenförmigen, überhängenden oberen Begrenzung zurück

1.2.3 Bergsturz und Bergrutsch
Zwischen Bergsturz und Felssturz gibt es keine scharfe Abgrenzung. Felsstürze ereignen sich jedoch nur an nackten Felswänden, während Bergstürze auch an bodenbedeckten Hängen statt finden können.
Drei Merkmale sind für Bergstürze typisch:
- rasche Bewegung in der Größenordnung von Sekunden.
- die Abrißfläche muß durch das anstehende Gestein gehen.
- großes Volumen der bewegten Gesteinsmasse.
Der Bergrutsch unterscheidet sich vom Bergsturz durch seine geringere Geschwindigkeit.
Allen Fels- und Bergstürzen gemeinsam ist die entstehende Sturz- oder Schutthalde, welche jedoch unterschiedliche Ausformung hat.

1.2.4 Weitere Massenbewegungen
Neben den oben beschriebenen existieren noch weitere gravitative Massenbewegungen, welche hier nicht weiter beschrieben werden können:
- Slump (Rotations-Blockrutschung)
- Schuttrutschungen
- Muren
- Erdfließen


ZWEITER TEIL:
Bergstürze – Formen & Dynamik und deren Erfassung


2.1. Untersuchungsverfahren für Massenbewegungen in Festgesteinen
Bei der Untersuchung von Massenabtragungen in Festgesteinen treten zwei Hauptschwierigkeiten auf:
- die Messung der Abtragungsrate
- die Interpretation des Prozeßmechanismus
Die Bewegungsrate eines Bergsturzes ist derart hoch, daß sich in der Praxis kaum die Gelegenheit bietet, sie direkt zu messen. Da sie aus geomorphologischer Sicht irrelevant ist, kann darauf auch verzichtet werden (Goudie 1998: 274) Interessanter sind die schwachen Bewegungen, welche vor dem eigentlichen Bergsturz stattfinden und diesen ankündigen.
Wie bereits erwähnt, finden die meisten Sturzbewegungen entlang vorhandener Diskontinuitäten statt, weshalb sich das Augenmerk des Forschers auf deren Überwachung und gründlicher Vermessung konzentrieren sollte. Die kann etwa mit Hilfe von Referenzbolzen geschehen, an welchen Veränderungen der Abstände gemessen werden können. Eine ganze Reiher effizienter Methoden und Geräte wurde bereits in den 1970er Jahren entwickelt (High & Hanna 1970; Boyd et al. 1975).

Eine weitere Methode zur effizienten Überwachung ganzer Hänge bieten photogrammetrische Verfahren und optoelektronische Entfernungsmeßsysteme. Sie erfordern die Einrichtung von Referenzmarken in der Felswand. Während photogrammetrische Verfahren den Vorteil bieten, daß großflächige Ausschnitte einer Felswand erfaßt werden können, bieten optoelektronische Verfahren eine größere Genauigkeit.

2.2 Prozeßmechanismen von Felsstürzen
Will man die Stabilität potentieller Fels- oder Bergsturzgebiete analysieren, muß man die Kräfte kennen, die eine solche Bewegung verursachen. Vollständige Stabilitätsanalysen von Felshängen sind oft schwierig durchzuführen und erfordern Festigkeitsprüfungen von Gesteinsschwächezonen mit speziellen Scherrahmen (vgl. Hoeck & Bray 1977) Häufig muß man sich in der Praxis mit einfacheren aber groben Einschätzungen behelfen. Den Reibungswiderstand kann man mit einer einfachen Federwaage und einem Probeblock leicht bestimmen. (vgl. Fig. 4.)


DRITTER TEIL:
Wirkungen und Gefahrenpotentiale

3.1 Historische Bergstürze und deren Auswirkungen
In der Eiszeit wurden viele Talflanken übersteilt und waren nach Wegfallen der Stützung durch das Eis nicht mehr standfest. Dies rief enorme Felsstürze hervor: Der größte Bergsturz von Europa ist der von Flims am Vorderrhein, wo sich 9 km3 Schutt in einem ehemals weiten Tal Hunderte Meter hoch türmt (also 9 Mrd. m3, über 20 Mrd. t ). Der Rhein hat nach dem Aufstauen eines riesigen Sees eine tiefe Schlucht gegraben, sodaß der See wieder entleert wurde (bei Ilanz ist noch ein Staukörper zu erkennen). Der Zeitpunkt des Niederganges ist noch umstritten. Wahrscheinlich aber ereignete sich der Sturz um 17.000-13.000 B.P., also gegen Ende des Pleistozäns, im Zuge der abschmelzenden Eismassen und des veränderten Wasserhaushaltes. Auf der Bergsturzmasse befinden sich Moränenmaterial und Erratika, was darauf hinweist, daß das Material noch glazial überformt wurde. Es handelt sich dabei um einen letzten Vorstoß des Rheingletschers und seiner Nebengletscher.

3.1.1 Der Bergsturz von Goldau
Der wohl prominenteste Bergsturz in der Schweiz ereignete sich am 2. September 1806 am Rossberg bei Goldau, wo 457 Menschen ums Leben kamen. Das verheerende Unglück dauerte lediglich 1 bis 2 Minuten. In dieser Zeit stürzten 30 bis 40 Millionen Kubikmeter Gestein ins Tal. (Grundmann 2000: 11f.) Die Dörfer Goldau und Röthen wurden unter einer 10 bis 50 m dicken Schuttschicht begraben. Was war geschehen?
Der Südhang des Rossbergs bestand aus einer kluftigen Nagelfuhdecke, welche auf Mergel aufgelagert war. Der untere Teil des Hanges war bereits während der Eiszeiten durch den Reuss-Gletscher wegerodiert worden, so daß die Gesteinsmassen kein Widerlager mehr besaßen. Nach ungewöhnlich starken Regenfällen war der Hang mit Wasser durchtränkt, so daß der unter hohem Druck stehende Mergel weich und schlüpfrig wurde.

3.1.2 Der Bergsturz in der Villacher Alpe (Kärnten)
Der gewaltigste Bergsturz in Europa ereignete sich am 25. Jänner 1348 in Kärnten. Die Südwand des 2167m hohen Dobratsch stürzte in Folge eines starken Erdbebens ein, wobei die Schuttmassen siebzehn(!) Dörfer verschütteten, und 5000 Menschen zu Tode kamen.

3.1.3 Historische Bergstürze in der Schweiz - eine Auswahl (nach Zehnder, 1988)
- 1512 Bergsturz am Pizzomagno ob Biasca (600 Tote)
- 1584 Bergsturz am Tour de Mayen/Wallis (330 Tote)
- 1618 Bergsturz am Monte Conto in Bergell (2000 Tote)
- 1714 Bergsturz von Derborence (14 Tote)
- 1745 erneuter Bergsturz von Derborenc (5 Tote)
- 1928 Bergsturz am Motto d'Arbino/Tessin (60 Millionen m³ Schutt)
- 1939 zweiter Bergsturz von Flims (17 Tote)


3.1.4  Der Bergsturz von Val Pola am 28. Juli 1987 - sein Ausmaß und die Folgen
Am 28. Juli 1987 kam es im oberen Veltlin im Bereich des Val Pola zu einem gewaltigen Bergsturzereignis. Gesteinsmassen von rund 40 Mio m³ stürzten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 km/h über eine Fallhöhe von etwa 1300 m ins Tal der Adda. In zwei Minuten füllten die Gesteinsmassen das Tal. Die Dörfer Morignone (1060 m.ü.M.)und San Antonio Morignone (1070 m.ü.M.) sowie die Weiler Poz und Tirindre wurden bis zu 50 m tief verschüttet und komplett zerstört. 27 Menschen kamen uns Leben. Am Ort gab es keine Überlebenschancen, sogar die Häuser in Nachbardörfern, die etwa 2 Kilometer talaufwärts liegen, wurden stark beschädigt. Es war eine gewaltige Naturkatastrophe, die das Bild der Landschaft nachhaltig verändert hat.

Fig. 9.
Morphologische Detailkarte des Bergsturzes vom Val Pola auf Grundlage von Luftbildauswertungen (Quelle: RICHTER, M. (1987): Die Starkregen und Massenverlagerungen des Juli-Unwetters 1987 im Tessin und Veltlin.- Erdkunde, 41 (4): 261-277; Bonn).

Der Trümmerstrom prallte nach dem Überqueren des Talbodens auf den linken Talhang, brandete an diesem 250 Meter empor und teilte sich in zwei Arme. Der eine nahm einen 1km langen Weg talabwärts, der andere reichte bis 1,2 km talaufwärts. Diese enorm großen Gesteinsmengen und die Fallgeschwindigkeit löste entsprechenden Winddruck aus. Es kam zu orkanartigen Luftbewegungen, welche talabwärts am Gegenhang die Nadelbäume abknickten und talaufwärts den Kirchturm von San. Antonio Morignone umlegten.

3.2.1. Geschichte der Bergsturzforschung
Als Naturkatastrophen, mit ungeheurem Zerstörungspotential haben Bergstürze schon früh die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Die Erforschung von Bergstürzen nahm ihren Anfang in den Alpen. In diesem dicht besiedelten Lebens- und Wirtschaftsraum kamen die Menschen  sehr häufig mit Bergstürzen und deren Begleit- und Folgeerscheinungen in Berührung. Die Aufzeichnungen reichen bis in das Jahr 563 (unteres Wallis) zurück. (Abele, 1974: 2ff.). Die ersten wissenschaftlichen Arbeiten zu diesem Thema gehen auf Bertrand (1757) und Beaumont (1806) zurück. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts erfuhr die Bergsturz-Forschung unter dem Eindruck der Katastrophe von Elm (24. 10. 1881) einen großen Aufschwung. Außerhalb der Schweiz wurden Bergstürze nur in wenigen Fällen systematisch erforscht.
Da sich aktuelle Massenbewegungen fast ausschließlich an Stellen ereignen, an welchen bereits frühe ähnliche Ereignisse stattgefunden hatten, ist es unerläßlich neben den rezenten auch ältere Ereignisse zu erfassen und zu kartieren. (v. Poschinger 1992: 5)

3.2.2. GEORISK
Das Bayerische Geologische Landesamt rief  1987 unter dem Namen GEORISK ein Projekt zur ,,Erfassung und Untersuchung von Massenbewegungen im Bayerischen Alpenraum" ins Leben. Aus praktischen Gründen mußte man auf eine flächendeckende Kartendarstellung verzichten. Statt dessen wurde eine objektbezogene Darstellungsweise gewählt. Von sämtlichen Objekten werden Grunddaten wie Lage, Geologie, Morphologie, Aktivität, Gefährdung und Ursache in Formblättern erhoben und in eine Datenbank eingespeist. Die Kartierung erfolgt auf der Basis der Topographischen Karte im Maßstab 1:25'000.

3.3 Auswirkungen von Bergstürzen
Neben den unmittelbaren Auswirkungen in Form von Zerstörungen der Infrastruktur und Gebäuden im Bereich der Schutthalden gibt es weitere Schäden durch Verlust von Waldflächen am Berghang und damit verbundener erhöhter Gefahr von weiteren Erosionserscheinungen. Darüber hinaus führen Bergstürze häufig zu einem Verlust an Kulturland, da die Schuttkegel keine landwirtschaftlich nutzbaren Böden darstellen.
Ebenfalls beträchtlich sind die Schäden an Verkehrswegen, Straßen und Versorgungseinrichtungen. In der Vergangenheit bildeten Bergstürze regelrechte Barrieren, welche ganze Täler entzwei schnitten. So trennt etwa der Pfinwald bei Siders das französischsprachige vom deutschsprachigen Wallis. (Abele, 1974: 143)
Das durch in Lockerschutt zerfallende Bergsturzmaterial eignet sich oft gut zur Gewinnung von Straßenschottern. Das kalkalpine Bergsturzmaterial von Sassagne dient als Grundlage für die Zementherstellung.
Die von Schuttkörpern gebildeten Talstufen und –Schwellen können zur Elektrizitätsgewinnung genutzt werden, insbesondere, wenn sie einen wasserreichen Fluß stauen.
Nicht zuletzt haben sich Bergsturzgebiete zu touristisch interessanten Anziehungspunkten entwickelt. Der rasche Wechsel zwischen morphologischen Großformen, zwischen Wald und ödem Grobblockgebiet machen die Bergsturzlandschaft zu einem beliebten Wandergebiet.

3.4. Vorbeugung und Verhütung von Bergstürzen
Naturereignisse dieser Dimension lassen sich nicht verhindern. Bergsturzmassen dieses Ausmaßes entziehen sich jeglicher bautechnischen Kontrolle. In diesem Fall bleibt nur ein passiver Schutz übrig: Beobachtung, Evakuierung der Bevölkerung. Gleichwohl findet man gelegentlich Bergsturzverbauungen. Ob diese einen wirklichen Schutz bieten, wird sich wohl erst im Ernstfall beweisen.
Die Häufigkeit von Bergsstürzen dieser Größe läßt sich höchstens grob abschätzen. Größere Bergstürze im Alpenraum ereignen sich durchschnittlich alle 100 Jahre.
Da sich die großflächige Überwachung von Berghängen aus Kosten- und Aufwandsgründen nicht anbietet, muß jeweils im Einzelfall eine bestehende Gefährdung abgeklärt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, ob es in dem betreffenden Gebiet bereits in der Vergangenheit Bergstürze gegeben hat und wie groß ein allfälliger Schaden wäre. Das Hochgebirge ist ein Raum, der mit gewissen Risiken behaftet ist, jedoch im Vergleich zu anderen Naturräumen, welche regelmäßig von Naturkatastrophen heimgesucht werden (z.B. tropische Wirbelstürme, Erdbeben, aktive Vulkane), scheinen die Risiken hier dennoch eine intensive und langdauernde Nutzung zu einem vertretbaren Preis zu ermöglichen.
Welche Auswirkungen der globale Klimawandel auf das Auftreten von Bergstürzen haben wird, müßte gesondert untersucht werden. Als sicher gilt jedoch die Annahme, daß es zu häufigeren Starkregenereignissen kommen wird, welche einen nicht geringen Einfluß auf das Erosionsgeschehen in den Alpen haben wird.

*      *      *

[Julia]

Hast du bei Wikipedia mal nach "Erdrutsch" gesucht? Da scheint eine ganze Menge zu den Ursachen zu stehen ...

http://de.wikipedia.org/wiki/Erdrutsch

Liebe Grüße,

Julia

Edit: Tenryu war schneller ... 

[Coppelia]

Danke sehr!

Ja, das in der Wiki hab ich schon gelesen. Aber das Referat war auch hilfreich. Ich hab in den letzten Stunden einiges dazu gelernt. Jetzt muss ich das "nur" noch schreiben.
Mit der Vorhersage wird es wohl leider nichts, aber ich hoffe, dass ich das irgendwie hinbiegen kann. *fürcht*

[Geli]

Liebe Coppelia,

Menschen können solche Dinge in der Regel nicht rechtzeitig wahrnehmen
Tiere aber schon - sagt man jedenfalls

so wird hinterher immer wieder berichtet, dass sich die Kühe, Ziegen, Pferde "komisch" benommen haben und sich zum Teil sogar trotz Gewaltanwendung weigerten, in eine bestimmte Richtung zu gehen
Vogelschwärme haben gefährdetes Gebiet verlassen etc.

versuche es vielleicht mal damit