Pingo-Ruinen und Permafrost

Ein Vergleich zwischen aktiven Oberflächenformen in der Kanadischen Arktis und den fossilen Permafrost-Spuren in den Niederlanden und dem angrenzenden Deutschland.

Master-Diplomarbeit Physische Geographie (Masterstudiengang)

Geologie des Eiszeitalters und globale Umweltkrise

Von Astrid Ruiter

 

Übersicht der Übersetzungen aus dem Niederländischen

Pingo-Ruinen und Permafrost   Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

1.1 / 1.1.1 Pingo-Ruinen und Permafrost

1.1.2 / 1.1.3 Definition eines Pingos / Pingosysteme (offen, geschlossen)

1.1.5 Zusammenbruch eines Pingos

1.4 Paleoumweltbedingungen

2.2.3 / 2.2.4 Regionale Geologie

3.2.1 / 3.2 / 3.3 Geländeuntersuchungen / Glühverlust / Pollen-Analyse

3.4 Räumliche Verteilung von Pingomulden in den Niederlanden und in Deutschland

4.4.1 Timmelteich

4.4.3 Brill

4.4.4 Wrokmoor

4.4.5 Mamburg

5.3 Pingos und Vegetation

5.4 Wachstum und Auflösung von Dauerfrostböden

Pingo-Ruinen und Permafrost

Zusammenfassung

Ein Vergleich zwischen aktiven Oberflächenformen in der Kanadischen Arktis und den fossilen Permafrost-Spuren in den Niederlanden und dem angrenzenden Deutschland.

Master-Diplomarbeit Physische Geographie (Masterstudiengang)

Geologie des Eiszeitalters und globale Umweltkrise

Von Astrid Ruiter

Übersetzung von   Holo Blesene (NIGE, Jahrgang 11)

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Literaturverzeichnis Astrid Ruiter

[1] AGI. Actueel Hoogtebestand van Nederland. Rijkswaterstaat-Adviesdienst

Geoinformatie & ICT, Delft., 2005.

[2] C.K. Ballantyne and C. Harris. The Periglaciation of Great Britan. Cambridge

University Press, 1994. 330 p.

[3] D. Barsch, O. Frenzle, H. Leser, H. Liedtke, and G Stäblein. Geomorphologische

Karte der Bundesrepubliek Deutschland 1:100 000, Blatt C1518 Husum. Geomorphologische Detailkartierung in der Bundesrepublik Deutschland., 1997.

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1.1.2 Definition eines Pingos:

Die Bezeichnung „Pingo“ (Abb. 1.1) kommt aus der Sprache der Inuit und meint einen (wachsenden) Hügel. Dieser Hügel wird durch eine wachsende Eislinse direkt unter der Auftauschicht des Dauerfrostbodens  gebildet und kann einzig und allein in Gegenden des Dauerfrostbodens existieren (Mackay, 1998). Der Hügel, dessen Kern aus Eis besteht, drückt den Boden aufwärts durch das Eindringen von unter Druck stehendem Wasser (Mackay, 1961 und 1972).

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1.1.5 Zusammenbruch eines Pingos

Während es einen großen Unterschied zwischen offenen (hydraulischen) und geschlossenen (hydrostatischen) Pingos bezüglich der Entstehung und der Lage gibt, sind die grundlegenden Prozesse des Wachstums und vor allem des Zusammenbruchs  bei  beiden Arten ähnlich (Mackay, 1987). Die Zerfall-Folge beginnt mit der Bildung von Störungen und Brüchen.  Die abdeckende Gesteinsschicht zerreißt  aufgrund des kontinuierlich wachsenden Pingos und damit verdünnt sich die obere Abdeckung. (De Gans,1988) (auch  `Pingo-Haut ' genannt (Watson, 1971; De Gans, 1982)). Dieser mechanische Zusammenbruch kann in jeder Umgebung vorkommen, hat aber nichts mit einer Klimaveränderung und Degradierung des Permafrostbodens zu tun.

Es ist ein interner Mechanismus, der den Pingo veranlasst zusammenzubrechen, wenn er zu groß für seine abdeckende Schicht wird. Sie kann dann nicht mehr die komplette Eislinse vor der Sonnenstrahlung  schützen (Mackay, 1987). Die Brüche und Störungen in der Pingo-Haut setzen die innere Eislinse der Sonnenstrahlung aus, die dann schmilzt. Dieser Prozess hat eine positive Rückkoppelung, weil durch das Abschmelzen ein noch größerer Teil der Eislinse der Sonne ausgesetzt wird. Dies verursacht schließlich den vollständigen Zusammenbruch des Pingos.

Der mechanische Zusammenbruch des Pingos kann relativ schnell ablaufen, wenn der Pingo steile Hänge hat:  in  Jahrzehnten bis zu einigen Jahrhunderten.  Allerdings dauert  der völlige Zusammenbruch eines Pingos normalerweise viele Jahrhunderte  und erscheint in sehr verschiedenen Stadien (Mackay, 1988).

Der Zerfall von Pingos in Bereichen mit sich auflösendem  Permafrost verläuft ein wenig anders. Das Phänomen des Zusammenbruchs ähnelt dem mechanischen Zusammenbruch, aber die Einwirkung  der  Sonnenstrahlung ist jetzt nicht die einzige Ursache des Schmelzens. Die Degradierung  des Permafrostbodens führt zu einem Überfluss an Schmelzwasser, welches durch die Brüche und durch andere Öffnungen abfließt. Die Eislinse wird dann von außen wie auch von  innen aufgelöst.

Wenn der Abbau der Permafrost schnell erfolgt und er schließlich völlig verschwindet, wird der  Pingo vertikal zusammenbrechen und es werden nur  wenige bis gar keine topographischen Spuren in Form eines Randwalls bestehen bleiben(Mackay, 1988). Im Regelfalle kehrt sich jedoch beim Zusammenbruch eines Pingos das Relief um, wo vorher ein Hügel war, bleibt jetzt eine Mulde von einigen Metern Tiefe, die mit Wasser gefüllt ist. Und es entsteht eine randliche Kante (Flemal, 1976), wie sie in den Niederlanden und Deutschland  beobachtet werden kann.

Wenn genug Zeit zur Verfügung steht und die hydrologischen Bedingungen es ermöglichen, füllt sich die Mulde allmählich mit organischen lokalen Seeablagerungen. Im tiefsten Teil der Pingo-Ruine können die ersten organischen Ablagerungen eine Datierung  des Zusammenbruchs des Pingos ermöglichen. Jedoch kann sich auf einem abbauenden Pingo bereits Vegetationen entwickeln  (Abb. 1,4). Bedingt durch eine vorherrschende Windrichtung  kann der Bewuchs fleckenhaft werden. Diese Winde können genauso Teile des Randwalles wegblasen und damit das Material des  Walls in die Mulde transportieren (Mackay & Burn, 2011 in prep). Reste von Weidenblättern wurden in Pingoüberresten (Seen) im Mackenzie Delta (Burn & Koklej, 2009) gefunden und auch Reste von Zwergbirke (Betula Nana) wurden im unteren Bereich einer  Pingo-Ruine in den Niederlanden (pers. comm. Wim Hoek) gefunden.

Abb.  1.4: Zusammengebrochener Pingo mit Eiskeilen in der Mulde, Kanada (A.S. Ruiter, 2011)

 

 

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