Seismologie: Ein vielversprechender Weg zur Überwachung von Permafrost

Quelle: Geophysical Research Letters

This is an authorized translation of an Eos article. Dies ist eine autorisierte Übersetzung eines Eos artikels.

Die Erwärmung und das Tauen von Permafrost infolge steigender Temperaturen führen zu einer zunehmenden Destabilisierung von Felshängen und verursachten in den letzten Jahren vermehrt Stein- und Felsschlag. Dieser Trend wird sich voraussichtlich fortsetzen und gibt Anlass zur Sorge, dass dadurch teure Infrastruktur beschädigt und Siedlungen in Permafrostregionen, so auch in den europäischen Alpen, gestört werden könnten.

Der Gewinnung von Daten, die man zur Überwachung des schwindenden Permafrosts benötigt, sind jedoch aufgrund der erheblichen Kosten und anspruchsvollen Logistik der Standardverfahren, wie Bohrlochüberwachung und aktive geophysikalische Bildgebung, Grenzen gesetzt. In einer neuen Studie untersuchen nun Lindner et al. den potentiellen Nutzen kostengünstigerer, passiver seismischer Verfahren zur Langzeitüberwachung von Permafrost.

Die Forscher analysierten die Daten zu den kontinuierlichen Bodenerschütterungen an einer einzigen seismischen Messstation, die ursprünglich zur Überwachung von Erdbeben auf dem 2962 Meter hohen Gipfel der Zugspitze errichtet worden war. Sie analysierten die seismischen Wellen, die von den Seilbahnen zum Gipfel erzeugt werden, und erkannten jahreszeitliche Veränderungen in der seismischen Geschwindigkeit sowie eine allgemeine Verlangsamung der Geschwindigkeit im Beobachtungszeitraum von 2006 bis 2021.

Die Wissenschaftler verglichen dann diese beobachteten Veränderungen mit Wetterdaten, Daten aus der Bohrlochüberwachung sowie Untersuchungen mit elektrischer Widerstandstomographie. Die Ergebnisse legen nahe, dass jahreszeitliche Veränderungen von Frost-Tau-Zyklen verursacht wurden, während der langfristige Rückgang der seismischen Geschwindigkeit auf den graduellen Schwund des Permafrosts zurückzuführen ist.

Daraus lässt sich folgern, dass passive Seismologie einen vielversprechenden neuen Ansatz zur kontinuierlichen Überwachung von Permafrost darstellt. Den Autoren zufolge sollten künftige Studien untersuchen, ob dichtere Messausrüstung ausführlichere Informationen über die Degradation des Permafrosts liefern kann, und darüber hinaus weitere Anwendungen passiver seismischer Überwachung auf Umweltfragen von allgemeiner Bedeutung ausloten. (Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2021GL094659, 2021)