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Lufthauch mit Wirkung

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 03.11.2009 10:17

Die Geophysik befasst sich mit dem gesamten Planeten inklusive seiner Lufthülle, doch traditionell werden Planetenkörper und Atmosphäre getrennt betrachtet. Allerdings könnten die Wechselwirkungen zwischen beiden vielfältiger, das Beziehungsnetz enger gewebt sein als bisher gedacht. In der aktuellen „Nature Geoscience“ berichten Geophysiker über Beobachtungen, die einen Einfluss des Luftdrucks auf Erdrutsche nahelegen. Zuvor waren bereits Ergebnisse bekannt geworden, dass Taifune geologische Prozesse bis hin zu Erdbeben beeinflussen können.

Slumgullion-ErdrutschTraditionell wird der Atmosphäre wenig Einfluß auf geologische Phänomene wie Erdbeben oder Erdrutsche zugebilligt. Dabei wiegt die Lufthülle insgesamt geschätzt rund fünf Billiarden Tonnen, und auf Meereshöhe lastet auf jedem Quadratmeter ein Gewicht von zehn Tonnen. Deshalb liegt es nahe, dass Geologen nachsehen, ob die Gewichtsänderungen, die mit den normalen Luftdruckschwankungen einhergehen, nicht doch Auswirkungen auf geologische Prozesse haben. Und tatsächlich scheint es so, dass sie immer dann eine Rolle spielen, wenn diese Prozesse einen instabilen Zustand erreichen.

Slumgullion-Erdrutsch als ModellWissenschaftler des Geologischen Dienstes der USA (USGS) und der Universität von Kyoto haben jetzt bei der genauen Untersuchung des Slumgullion-Erdrutsches festgestellt, dass die täglichen Luftdruckschwankungen die Rutschgeschwindigkeit des Erdreichs beeinflussen. Der Slumgullion-Erdrutsch ist eine Touristenattraktion im Südwesten des US-Bundesstaats Colorado. Der aktive Teil ist rund vier Kilometer lang und 300 Meter breit und wird seit dem 19. Jahrhundert von US-Geologen untersucht. William Schulz und seine Kollegen vom USGS haben den aktivsten Teil des Erdrutsches neun Monate lang rund um die Uhr überwachen lassen und gleichzeitig die meteorologischen Bedingungen an der Position gemessen. Stündlich wurden Rutschgeschwindigkeit und Porenwasserdruck bis in eine Tiefe von 9,1 Metern gemessen, hinzu kamen Daten über Windgeschwindigkeit, atmosphärischen Druck und Regen.

Dabei stellte sich heraus, dass die regelmäßig alle zwölf Stunden auftretenden Luftdruckminima spätestens nach drei Stunden eine erhöhte Rutschgeschwindigkeit nach sich zogen, während sich der Porenwasserdruck nicht wesentlich beeindruckt zeigte. Die Forscher vermuten daher, dass die Druckänderungen weniger das Wasser in den Mineralien beeinflussen, sondern das Fließverhalten von Luft und Wasser in den Kapillaren zwischen den Körnern und Steinen des Erdreichs, und somit indirekt die Reibung des rutschenden Erdreichs auf dem Untergrund verändern. Steigender Luftdruck drücke Luft und Wasser nach unten, wodurch sich die Reibung an der Basis erhöhe, fallender Luftdruck dagegen verringere dagegen die Reibung, weil Luft und Wasser nach oben flössen. Entsprechend variiert der Einfluß je nach Art des Erdreichs. Bei tonigem Material wirkt der Luftdruck nur bei geringer Mächtigkeit, also eher am Rand der Rutschzone.

Slumgullion-Erdrutsch aus der LuftBei Erdrutschen in Schichten aus Sand oder Kies wirkt der Luftdruck dagegen auch in Paketen, die mehrere Meter mächtig sind, seine Wirkung verstärkt sich sogar mit steigender Paketdicke.  Ausschlaggebend wird der Luftdruck allerdings erst, wenn ein Erdrutsch kurz davor steht, instabil zu werden und ins Rutschen zu geraten. Dann können Luftdruckschwankungen den Ausschlag geben. Die Forscher vermuten, dass der atmosphärische Einfluß in Zukunft steigen wird, da der Klimawandel in vielen Regionen zu heftigeren atmosphärischen Störungen führen dürfte.

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