Wie viel Schutt liegt auf Gletschern?

Eine sich erwärmende Erde führt dazu, dass das Volumen von Gebirgsgletschern und ihre Ausdehnung global gesehen seit Jahrzehnten abnehmen. Zeitgleich verändert sich auch die Bedeckung vieler Gletscher mit Schutt.

Diese Schuttbedeckung wird bislang jedoch nur selten erfasst. Eine Studie des Wissenschaftlers Dirk Scherler vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und zweier Kollegen aus der Schweiz – einer davon bei Google angestellt – zeigt nun eine Möglichkeit, die Ausdehnung der Schuttflächen auf Gebirgsgletschern global und automatisiert per Satellitenüberwachung zu erfassen.

In ihrer Arbeit nutzten die Wissenschaftler dafür die Cloud-Computing-Plattform „Google Earth Engine“. Das ist eine Web-basierte Entwicklungsumgebung und Datenbank mit Satellitenbildern aus vierzig Jahren Fernerkundung, die für Forschende frei zugänglich ist.

Die Bilder für die Studie im Fachjournal Geophysical Research Letters stammen von den Satelliten Landsat-8 und Sentinel-2 und haben eine räumliche Auflösung von 30 mal 30 bzw. 10 mal 10 Metern pro Pixel.

Die Wissenschaftler glichen die Bilder aus dem Weltall mit einem elektronischen Gletscherkatalog ab, dem „Randolph Glacier Inventory“, um die Bedeckung mit Schutt zu bestimmen.

Dazu haben sie ein automatisches Verfahren entwickelt, das erdumspannend Pixel-für-Pixel-Vergleiche anstellt. „Unser Ansatz erlaubt im Prinzip die rasche Kartierung von Veränderungen in der Schuttbedeckung für jeden Zeitraum, für den Satellitenbilder verfügbar sind“, sagt Dirk Scherler.

Eine manuelle Überprüfung zeigte robuste Ergebnisse. Demnach sind 4,4 Prozent der Gletscheroberfläche in Gebirgen von Schutt bedeckt (der grönländische Eisschild und die Antarktis wurden nicht in die Betrachtung aufgenommen).

Die Verteilung ist dabei ungleichmäßig: Zu den Polen hin nimmt die Schuttbedeckung ab, da die Landschaft hier eher flach ist. In steilen Gebirgsregionen, wie dem Himalaja, hingegen liegt mehr Schutt auf den Gletschern.

Überdies zeigte die Studie, dass der Bedeckungsanteil bei kleineren Gletschern höher ist als bei größeren. Da die Gletscher weltweit schrumpfen, wird der Anteil der Schuttbedeckung voraussichtlich zunehmen – und damit die Überwachung der Schuttbedeckung wichtiger werden.

Gebirgsgletscher haben eine große Bedeutung für Regionen, in die ihr Schmelzwasser fließt: Es dient als Trinkwasser, bewässert landwirtschaftliche Flächen oder treibt Turbinen an. Die Ergebnisse der Studie bilden nach Aussage der Autoren eine Grundlage für künftige Modellierungen der Effekte von Schuttbedeckung auf dem Eis, von der regionalen bis hin zur globalen Skala.

Originalstudie: Scherler, D., Wulf, H., Gorelick, N. (2018): Global Assessment of Supraglacial Debris Cover Extents. Geophysical Research Letters, doi:10.1029/2018GL080158.

Kontakt: Josef Zens (josef.zens@gfz-potsdam.de)

Dirk Scherler (dirk.scherler@gfz-potsdam.de)

Scherler, D., Wulf, H., Gorelick, N. (2018): Global Assessment of Supraglacial Debris Cover Extents. Geophysical Research Letters, doi:10.1029/2018GL080158.