Glaziologie

25 Jahre auf eine Sekunde reduziert

Der UZH Glaziologe Frank Paul hat aus Satellitenaufnahmen der NASA Animationen von Gebirgsgletschern des Karakoram-Gebirges in Asien erstellt. Ihre Veränderungen über 25 Jahre sind in einer Sekunde verdichtet und zeigen das Fliessverhalten in nie gesehener Weise.

Stefan Stöcklin

Die Animation zeigt die Zunge des Baltoro-Gletschers (links) und seiner Zuflüsse. Die Gletscher sind blau bis grau, die Schneedecke hellblau. (Animation: Frank Paul)

Zugegeben, es braucht etwas Gewöhnung, bis man die Gletscheranimationen von Frank Paul gebührend würdigen kann. Klickt man die Bilddateien des Glaziologen aus der aktuellen Publikation im Journal «The Cryosphere» an, scheinen sie auf den ersten Blick zu flimmern. Doch nach kurzer Zeit sieht man das blanke Eis der Gletscher (blau bis grau), Seen und Gewässer (dunkelblau), die sich verändernde Schneedecke (hellblau), blanken Fels und Gestein (bräunlich) sowie auch etwas Vegetation (grünlich) deutlich vor Augen.

Dabei erkennt man einerseits die steten Fliessbewegungen grosser Gletscher und andrerseits das pulsierende Verhalten sogenannter galoppierender Gletscher (englisch: surge-type glaciers), die rasch vorstossen und wieder schrumpfen. Zum Beispiel in der Animation vom Baltoro-Gletscher, mit einer Länge von rund 60 Kilometern einer der weltweit grössten Gletscher überhaupt. Seine Gletscherfront verändert ihre Position im Unterschied zu manchen Gletschern in den Seitentälern nicht, seit 25 Jahren befindet sie sich am gleichen Ort. «Obwohl sich weltweit die meisten Gletscher auf dem Rückzug befinden, bleibt die Ausdehnung des Baltorogletschers konstant», sagt Paul. Massengewinn und -Verlust stehen offenbar im Gleichgewicht, ganz im Gegensatz zu unseren Alpengletschern, die aufgrund des Klimawandels abschmelzen.

Karakoram-Berggebiet zwischen Pakistan und China

Die raschen Veränderungen der galoppierenden Gletscher sieht man besonders gut in den Animationen der Regionen Panmah und Skamri. Ihr abnormes Verhalten ist der eigentliche Beweggrund für die eindrückliche Bildanalyse. Um ihre komplexen Reaktionen besser zu verstehen, hat Frank Paul die Animationen aus Dutzenden von Aufnahmen zusammengestellt, die zwischen 1990 und 2015 im Karakoram-Gebiet zwischen Pakistan und China von Landsat-Satelliten aufgenommen wurden. Für die vier Regionen Baltoro, Panmah, Skamri-Sarpo Laggo und Shaksgam hat Paul je eigene Animationen erstellt, um die Gletscherbewegungen über ein Vierteljahrhundert besser analysieren zu können.

Die Animation zeigt die Gegend rund um den Panmah und Choktoi Gletscher. (Animation: Frank Paul)

Die Bilder zeigen die Gegend zwischen den Skamri und Sarpo Laggo Gletschern. (Animation: Frank Paul)

Die jeweiligen Ausschnitte wurden als Einzelbilder abgespeichert und dann mit einer Bildfolge von 0,1 Sekunde animiert. Dadurch sind 25 Jahre Gletscherbewegung auf rund eine Sekunde komprimiert, das heisst um einen Faktor von etwa 800 Millionen beschleunigt. In den Filmchen auf dem Internet wiederholt sich diese Ein-Sekunden-Sequenz in einer Endlosschlaufe. «Damit wird die komplexe Gletscherdynamik sichtbar, die mit konventionellen Techniken so nicht wahrnehmbar ist», sagt Paul. So wird nicht nur das stete Fliessen des Baltorogletschers oder die raschen Veränderungen der galoppierenden Gletscher sichtbar, sondern auch das Vorstossen vieler kleiner Gletscher.

Bandbreite von Vorstössen

«Die Animationen machen die unterschiedliche Dynamik der Gletscher in diesem Gebiet sehr gut sichtbar», sagt Frank Paul. «Sie geben einen Überblick und zeigen zum Beispiel wie die schuttbedeckten Zungen der grossen Gletscher Panmah, Sarpo Laggo und Skamri einsinken und sich zurückziehen, obwohl sie eine Extraportion Eis von den ’surgenden’ Seitengletschern bekommen.» Dabei zeigen letztere eine ganze Bandbreite von Vorstössen: Manche sind langsam und dauern Jahrzehnte während andere sehr schnell innert weniger Jahre stattfinden. «Die Gletscherzungen werden dabei mehrere Kilometer länger», erläutert Paul.

Das Karakoram-Gebiet ist Sitz einiger berühmter 8000-Berge wie dem K2 oder dem Broad Peak. Die von der NASA und der amerikanischen Behörde USGS (US Geological Survey) betriebenen Landsat-Satelliten überfliegen jedes Gebiet der Erde etwa alle 16 Tage und stellen die Bilder im Internet zur freien Verfügung. Wer sich mit Geodaten und Bildverarbeitung etwas auskennt, kann ohne viel Aufwand eigene Animationen erstellen, da auch die notwendige Software frei erhältlich ist. «Neben dem wissenschaftlichen Wert sind die animierten Satellitenbilder sicher auch gut für Lehrzwecke geeignet», sagt der UZH-Forscher. Er hofft auf viele Nachahmer.

Stefan Stöcklin, Redaktor UZH News und UZH Journal

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