Einen Gletscher röntgen

Die Gletscherwelt rund um das Jungfraujoch ist derzeit Gegenstand eines Forschungsprojekts.

Ein Team der Universität Bern reiste im letzten Jahr über ein Dutzend Mal aufs Jungfraujoch.

Mit speziellen Kameras röntgen die Forscher erstmals einen Gletscher von unten.

Zeckenbisse, Beinaheabstürze und eingebrochene Schnee­brücken über Gletscherspalten. Während Inder, Koreaner und Chinesen an der Scheibe der Zahnradbahn kleben und die Bergwelt des Lauterbrunnentals bestaunen, erzählen sich Fritz Schlunegger, David Mair und Alessandro Lechmann lieber Anekdoten von vergangenen Feldeinsätzen. Zu häufig ist das Panorama auf der Fahrt aufs Jungfraujoch im vergangenen Jahr an den Forschern der Universität Bern vorbeigezogen.

Erst in einer der letzten Linkskurven vor der Kleinen Scheidegg kommt so etwas wie Aufregung in das Team. Gespannt blicken die drei aus dem Zugfenster in Richtung Eiger und Mönch. Dann die Enttäuschung. «Dort hinten, genau hinter der Nebelbank, liegt der Eigergletscher», sagt Geo­logieprofessor Schlunegger. Die Eismassen bahnen sich westlich der bekanntesten Nordwand der Alpen einen Weg in Richtung Kleine Scheidegg. An diesem Tag jedoch bleiben sie hinter Wolken verborgen.

Mehr Felsstürze erwartet



Der Eigergletscher ist neben dem Jungfraufirn eines der beiden Objekte der Begierde der Forscher. Vor rund zwei Jahren ist er in den Fokus von Fritz Schlun­egger (oben im Bild) und seinem Team geraten. Damals haben sie nach einem Forschungsobjekt gesucht, an dem sie eine neue Technologie ausprobieren können würden. Das Ziel: erstmals einen Gletscher von unten zu röntgen.

Die Giganten aus Eis beschäf­tigen Schlunegger schon lange. «Die Landschaft der Schweiz ist geprägt durch die Gletscher und die Entstehung der Alpen», sagt er. Deshalb sei die Erforschung der Gletscher auch derart wichtig. Zudem sind sie vom Klimawandel besonders betroffen und die Auswirkungen teilweise dramatisch. Bereits kam es aufgrund der Gletscherschmelze an verschiedenen Orten in den Alpen zu grösseren Felsabbrüchen. ­Solche Probleme dürften in Zukunft noch zunehmen.

Trotz der Bedeutung der Gletscher sei aber noch immer vieles unbekannt darüber, wie sie die Umwelt formen, sagt Schlunegger. Ein Beispiel dafür sind die Karmulden. «Diese kennt man vom Wandern», sagt der Professor und zeigt auf einer Karte ein entsprechendes Beispiel: Beim Aufstieg auf einen Pass komme nach einem ersten Steilstück oft noch einmal eine flache Stelle mit einem Bergsee – einer Karmulde. Erst danach folge das letzte steile Stück. Schlunegger vermutet, dass diese Mulden von Gletschern geschaffen wurden. Einen Beweis dafür gibt es bislang nicht. Das will er mit dem Röntgen des Eigergletschers nachholen. Denn dort dürfte sich derzeit gerade eine solche Karmulde formen.

Eine Kamera ohne Licht

Mittlerweile ist der Zug bei der Station Eismeer auf 3160 Metern über Meer angekommen. Wie Ameisen strömen die Touristen in den Tunnel, direkt auf die grossen Glasfenster zu. Die Aussicht ist atemberaubend, blau schimmernde Eisbrocken und riesige Gletscherspalten prägen das Bild. Schlunegger und die beiden Doktoranden Mair und Lechmann interessiert jedoch etwas anderes. Während die Touristen wieder einsteigen und der Zug weiter in Richtung Jungfraujoch fährt, laufen sie tunnelabwärts, vorbei an einer Absperrung.

In einer Felsnische sind zwei rund ein Qua­dratmeter grosse Metallplatten an der Wand angebracht. Darauf befinden sich die Kameras, welche die Forscher für das Gletscherröntgen benötigen. Drei weitere sind an anderen Stellen des Tunnels installiert. Ausgerichtet sind sie in Richtung der zu untersuchenden Gletscher.

Die Kameras funktionieren nicht mit Licht, sondern mit Myonen. Es handelt sich dabei um unsichtbare Elementarteilchen, die mit hoher Geschwindigkeit die Erdoberfläche erreichen. «Die Teilchen durchdringen Eis und Fels, werden dadurch abgebremst oder umgelenkt und hinterlassen auf den speziellen Filmen feine Spuren», sagt Schlun­egger.

Alle drei Monate werden die Filme ausgewechselt, dazwischen sind Kontrollgänge notwendig. Über ein Dutzend Mal waren deshalb Mair und Lechmann im letzten Jahr auf dem Jungfraujoch. Die gewonnenen Daten erlauben anschliessend einen Rückschluss auf den Gletscheruntergrund. «Das Resultat ist ein hochaufgelöstes, dreidimensionales Bild des Gletscheruntergrundes», so Schlunegger.

Disneyland auf dem Gletscher

Ursprünglich wollten die Berner Forscher nicht den Eigergletscher, sondern den Aletschgletscher röntgen. Nach Rücksprachen mit den Physikern hat sich aber herausgestellt, dass die dafür benötigten Kameras so gross wie ein Haus hätten sein müssen. «Denn die Myonen durchdringen dort zwischen 8000 und 9000 Meter Fels, bevor sie auf die Filme getroffen wären», so Schlun­egger. Bei der Suche nach einer Alternative wurden die Forscher im Jungfraumassiv fündig. «Die Bahntunnel verlaufen beinahe direkt unter den Gletschern durch, der Fels ist maximal 500 bis 1000 Meter dick.» Ideale Vor­aussetzungen also.

Das gilt insbesondere für den Jungfraufirn, wo zwischen Kamera und Gletscher sogar nur einige Dutzend Meter Gestein liegen. Der Firn befindet sich direkt unterhalb des Jungfraujochs auf 3400 Metern Höhe. Dort ist derzeit Hochsaison. Tausende Touristen tummeln sich jeden Tag auf dem höchsten Bahnhof Europas. Der Professor und die beiden Doktoranden bahnen sich einen Weg durch das Tunnelsystem in Richtung Ausgang zum Gletscher. An den Wänden des Stollens läuft Wasser herab, draussen brennt die Sonne unerbittlich auf das ewige Eis. T-Shirts sind an­gesagt. Die Szenerie mutet an wie ein alpines Disneyland. Liegestühle stehen bereit, an einer Tyrolienne rasen Touristen auf den Gletscher runter, neben einem Fliessband wird geschlittelt.

Bröckelnde Felsnase

Hier oben wird klar, welche Bedeutung die neue Methode für die Praxis haben kann. Im Zentrum stand beim Jungfraufirn für die Geologen und Physiker anders als beim Eigergletscher nicht die Erforschung der Erosionsmechanismen, sondern eine reell existierende Gefahr. Der Blick von Schlunegger geht in Richtung der Gebäude des Jungfraujochs. Diese befinden sich rund 100 Meter über der Gletscheroberfläche auf einer markanten Felsnase. Dieser Fels ist teilweise aber durchsetzt mit Stahlnägeln und Schutz­netzen. Die Wand musste in den letzten Jahren aufwendig stabilisiert werden. Mit ein Grund dafür ist neben dem Auftauen des Permafrosts das Abschmelzen des Jungfraufirns. «Eismassen haben für die angrenzenden Felsen eine stabilisierende Wirkung. Wenn die Gletscher aufgrund der Klimaerwärmung immer weiter abschmelzen, geht diese Wirkung verloren», sagt Schlunegger.

Damit künftige Massnahmen geplant werden könnten, sei es daher von Vorteil, zu wissen, wie die Felsen unter dem Eis ver­liefen. Das Röntgen habe nun gezeigt, dass diese noch mindestens 80 Meter konstant in einem 45-Grad-Winkel abfielen. Und je steiler der Winkel, desto grösser die stabilisierende Wirkung der Eismassen – oder desto pro­blematischer ein Abschmelzen des Gletschers. «Dank unserer Erkenntnisse können sich nun die Ingenieure der Jungfrau­bahnen auf die Herausforde­rungen vorbereiten, sodass die Infrastruktur so sicher erhalten bleiben kann wie heute», sagt Schlunegger.

Er glaubt denn auch, dass die neue Röntgenmethode künftig häufiger für Gefahrenanalysen eingesetzt werden könnte. Etwa wenn Gletschermassen abzustürzen drohen – wie im letzten Sommer bei einem Hängegletscher oberhalb des Bahnhofs Eigergletscher. «Wenn man den Untergrund kennt, dann weiss man auch, wie viel Eis ins Tal stürzen kann.»

Zeit spielt keine Rolle

Noch unklar ist derzeit, was sich tatsächlich unter dem Eigergletscher befindet. Die entsprechenden Filme werden momentan in einem Labor am Physikalischen Institut in Bern ausgewertet. Grösser könnte der Kontrast zur Bergwelt im Jungfraugebiet kaum sein. Zutritt gibts nur mit Schutzanzug, Haarnetz und Fussschutz. Schmutz muss strikte draussen bleiben. «Kommt ein Haar auf einen Film, können die Spuren der Myonen verdeckt werden», sagt Doktorand Lechmann.

Im Innern des Labors stehen fünf spezielle Pulte, die Erschütterungen ausgleichen. Auf den Tischen sind die Mikroskope installiert, mit welchen die Filme automatisch gescannt werden. Auch die Datenauswertung erfolgt anschliessend mit einem Computerprogramm. Trotzdem finden Mair und Lechmann, sie hätten viel zu viel Zeit in diesem Raum verbracht. Denn der Grossteil der Arbeit werde hier erledigt. Zeit scheint im Physiklabor aber sowieso eine untergeordnete Rolle zu spielen. Die Uhr an der Wand geht eine Stunde nach, das Tageslicht bleibt draussen. Eine Vorgabe aber haben die Forscher: In zwei Jahren muss das Projekt abgeschlossen sein. Spätestens dann also dürfte klar sein, ob Schlunegger recht hat mit seiner Vermutung, dass die Karmulden von Gletschern gebildet werden.

Impressum
Fotos: Nicole Philipp
Text/Interview: Marius Aschwanden
Konzept/Video/Schnitt: Quentin Schlapbach
Umsetzung: Claudia Salzmann

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