Eisseenausbrüche: Ursachen, Risiken und Prävention
In den Morgenstunden des 4. August 1985 brach am Digtscho-See unterhalb des Thamserkhu-Gletschers im Khumbu-Tal Nepals ein natürlicher Eisdamm. Innerhalb weniger Stunden schoss eine Flutwelle durch das Bhote-Koshi-Tal und riss die Thudam-Brücke sowie mehrere Gebäude des gerade fertiggestellten Namche-Wasserkraftwerks mit sich. Die Flutwelle hatte mehrere Millionen Kubikmeter Wasser transportiert und einen enormen wirtschaftlichen Schaden angerichtet. Es war ein klassischer GLOF — Glacial Lake Outburst Flood, auf Deutsch Gletschersee-Ausbruchflut.
GLOFs gehören zu den schwersten naturkatastrophischen Ereignissen in vergletscherten Hochgebirgen. Mit dem fortschreitenden Gletscherschwund durch den Klimawandel entstehen weltweit immer mehr und immer größere proglaziale Seen — und damit steigt auch das Risiko von Ausbruchfluten.
Wie GLOFs entstehen
Proglaziale Seen — Seen, die sich vor dem Zungenende eines zurückschmelzenden Gletschers bilden — werden durch verschiedene Arten von natürlichen Dämmen zurückgehalten: Moränendämme aus dem Schuttmaterial des Gletschers, Eisdämme aus dem Gletschereis selbst, oder eine Kombination aus beidem. Diese Dämme sind instabil, weil sie aus lockerm, schlecht konsolidiertem Material bestehen, und weil subglaziale oder intramoränale Wasserdurchflüsse sie von innen aushöhlen können.
Der häufigste Versagensmechanismus bei Moränendämmen ist das Überströmen oder piping. Beim Überströmen hebt eine ungewöhnlich starke Schmelzwasserzufuhr den Seestand über die Dammkrone; die Erosion der Dammrückseite führt dann rasch zum vollständigen Versagen. Beim piping frisst sich Wasser durch das poröse Dammmaterial und schafft einen unterirdischen Kanal, der sich zunehmend erweitert, bis der Damm einstürzt.
Bei Eisdammen ist der Mechanismus oft anders: Entweder wird der Damm durch Schmelze von unten geschwächt, oder er bricht unter dem hydrostatischen Druck des Sees durch Kalben oder Rutschung. Eisgedämmte Seen können sich zudem durch Tunnelerosion entleeren — das Wasser findet einen Weg unter oder durch das Eis, der sich rasch vergrößert.
Risikozonen weltweit
Die höchste GLOF-Frequenz wird im Himalaja-Karakorum-Hindukusch-Korridor dokumentiert. Pakistan, Nepal, Bhutan und der südliche Tibet sind besonders betroffen. In Pakistan wurden in den letzten Jahrzehnten Hunderte von GLOF-Ereignissen registriert — viele im Karakorum, wo surge-Gletscher (Vorstossgletscher) durch ihr plötzliches Vorschreiten Flüsse aufstauen und natürliche Dämme bilden.
Der Hunza-Fluss im Norden Pakistans wurde 2010 durch einen Gletschervorschuss am Attabad-See zum Attabad-See-GLOF-Ereignis gestaut — ein See von mehreren Quadratkilometern entstand innerhalb von Wochen und bedrohte flussabwärts liegende Gemeinden. Das Wasser fand schließlich einen Abfluss, aber die Ereignisse zeigten die Schnelligkeit, mit der solche Seen entstehen und versagen können.
In Patagonien sind die GLOFs vom Perito-Moreno-Gletscher historisch dokumentiert: Dieser Gletscher schiebt sich regelmäßig so weit vor, dass er den Brazo Rico des Lago Argentino abriegelt, bis der Eisdamm unter dem Druck des Wassers bricht — ein Ereignis, das Zehntausende von Besuchern anlockt und keine Gefahr darstellt, weil die Topographie die Flutwelle sicher ableitet. Andernorts in Patagonien verlaufen solche Ereignisse weniger harmlos.
Frühwarnsysteme
Die Prävention von GLOF-Schäden beginnt mit der Identifikation und Überwachung kritischer Seen. Satellitendaten — besonders Radarsat, Sentinel und Landsat — erlauben die kontinuierliche Überwachung der Seen in abgelegenen Gebirgstälern. Algorithmen zur Veränderungsdetektion können automatisch Alarm schlagen, wenn ein See signifikant wächst oder sich der Damm verändert.
In Nepal hat das International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD) in Zusammenarbeit mit der nepalesischen Regierung ein Netz von automatischen Wasserstandsmessern und Seismographen in besonders exponierten Tälern installiert. Diese Sensoren übertragen ihre Daten in Echtzeit und erlauben, bei einem Ausbruchsereignis über Sirenen und SMS-Warnsysteme Gemeinden im Tal innerhalb von Minuten zu alarmieren.
In Pakistan hat das Aga Khan Rural Support Programme (AKRSP) ähnliche Frühwarnsysteme im Hunzatal und im oberen Indus-Einzugsgebiet implementiert, oft in Zusammenarbeit mit dem Pakistan Meteorological Department.
Technische Risikominderung
Neben Frühwarnsystemen gibt es verschiedene Ansätze zur technischen Risikominderung. Die wirksamste Maßnahme ist die kontrollierte Absenkung des Seestands durch den Bau von Ablassstollen oder -kanälen. In Nepal wurden mehrere kritische Seen — darunter der Tsho Rolpa-See am Trakarding-Gletscher im Rolwaling-Tal — durch den Bau eines Ablassstollens auf ein sichereres Niveau gebracht.
Diese Maßnahmen sind in abgelegenen Hochgebirgslagen technisch extrem anspruchsvoll und kostspielig: Der Bau von Material und Ausrüstung muss per Träger oder Hubschrauber erfolgen, der Untergrund ist instabil, und die Arbeitsbedingungen sind durch Höhe, Kälte und Abgelegenheit erschwert.
Die Zukunft des GLOF-Risikos
Mit fortschreitendem Gletscherschwund ist davon auszugehen, dass die Zahl und Größe proglazialer Seen weltweit zunimmt. Eine Studie aus den 2020er Jahren hat dokumentiert, dass sich die Fläche und das Volumen von Gletscherseen seit den 1990er Jahren erheblich vergrößert haben. In Regionen mit dichter Besiedlung in Tälern unterhalb von Gletschern — wie im nepalesischen und pakistanischen Himalaja — ergibt sich daraus ein wachsendes Risiko.
Internationale Klimaschutzmaßnahmen sind deshalb nicht nur eine Frage des Naturschutzes, sondern unmittelbar eine Frage der Katastrophenvorsorge für Millionen von Menschen in Bergregionen weltweit.
Auf der Gletscherkarte lassen sich proglaziale Seen weltweit erkunden und deren Lage im Verhältnis zu bewohnten Tälern einschätzen.