Ein Gletscher ist eine aus Schnee hervorgegangene Eismasse mit einem klar definierten Einzugsgebiet, die sich aufgrund von Hangneigung, Struktur des Eises, Temperatur und der aus der Masse des Eises und den anderen Faktoren hervorgehenden Schubspannung eigenständig bewegt.
Gletscher sind die größten Süßwasserspeicher der Welt und nach den Ozeanen die größten Wasserspeicher der Erde überhaupt. Sie bedecken in den Polargebieten große Teile der Landflächen. Daher sind Gletscher auch bedeutend als Wasserzulieferer für viele Flusssysteme und haben entscheidenden Einfluss auf das Weltklima.
Gletscher sind auch bedeutende Landschaftsformer, insbesondere in den Kaltzeiten, in welchen auf der Nordhalbkugel Inlandeismassen bis in das nördliche Mitteleuropa hineinreichten. Die Gletscher der Alpen, die in den Kaltzeiten sogar bis ins Alpenvorland vorstoßen konnten, formten gewaltige Trogtäler und prägen die Landschaft bis heute.
Entstehung von Gletschern: Gletscher benötigen eine Reihe von entscheidenden Faktoren zu ihrer Entstehung. So ist eine langfristig ausreichend niedrige Temperatur nötig, damit es zu Schneefall kommt. Die Höhenlinie, ab der im langjährigen Mittel mehr Schnee fällt als dort abtauen kann, ist die klimatische Schneegrenze. Nur oberhalb dieser Grenzlinien kann bei geeignetem Relief auf Dauer so viel Schnee fallen, dass dieser eine Metamorphose durchlaufen kann.
Akkumulation und Metamorphose: Der Prozess der Ansammlung von Schneemassen wird Akkumulation genannt, und infolgedessen der Entstehungsbereich eines Gletschers auch Akkumulationsgebiet (Nährgebiet). Reicht die Schneemächtigkeit aus, dass durch die Auflast der oberen die tieferen Schichten zusammengepresst werden, beginnt die Metamorphose des Schnees hin zu Gletschereis. Dabei wird durch den in der Tiefe immer höher werdenden Druck die im Neuschnee noch 90 % des Volumens ausmachende, in Hohlräumen eingeschlossene Luft herausgepresst. In Gletschereis kann somit der Luftanteil bis auf etwa 2 % sinken. Eis mit einem so geringen Luftanteil besitzt meist eine bläuliche, seltener auch leicht grünliche Farbe.
Höhere Temperaturen beeinflussen die Metamorphose positiv auf zweierlei Wegen. Zum einen bilden sich in wärmeren Gletschern in der Regel kleinere Eiskristalle, wodurch hier und auch in den Vorstufen des Eises wie Firn und granularem Eis eine leichtere Bewegung möglich ist, bei der leichter Luft freigesetzt werden kann. Darüber hinaus kann auch oberflächliches Material aufschmelzen und erneut gefrieren, ohne den Gletscher zu verlassen.
Es bedarf 10 m Neuschnee bei einer Dichte von 0,1 g/cm3, um 1,10 m Gletschereis mit einer Dichte von 0,9 g/cm3 zu produzieren.
"Ablation" und "Sublimation": Schmelzwasser kann oberflächlich oder unter dem Gletscher (subglazial)diesen verlassen und wird so dem Massenhaushalt des Gletschers entzogen. Subglaziale Schmelzwässer treten meist aus einer als Gletschertor bezeichneten Öffnung in der Gletscherzunge aus. Ist ein solcher Abfluss versperrt bzw. tritt nicht auf, entsteht ein unter dem Eis befindlicher, verborgener Gletschersee, die sog. Wassertasche.
Manche Gletscher werden darüber hinaus durch das Relief zur Ablation gezwungen. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise ein Gebirgsgletscher an eine steile Felskante wächst und dann Material als Eissturz diese Steilkante herabfällt, oder eine Inlandeismasse bis an eine Küste heranwächst und sich dort kein Eisschelf ausbilden kann, sondern der Gletscher hier zum Abkalben gezwungen ist.
Bewegung von Gletschern: Nur sich bewegende Eismassen werden als Gletscher bezeichnet. Dies schließt auf Wasser treibendes Eis wie Eisberge oder Packeis aus. Generell sind zwei grundlegende Formen der Bewegung von Gletschern zu unterscheiden:
Eisfließen; Deformationsfließen: Üben die höher liegenden Teile eines Gletschers eine ausreichende Schubspannung auf die tiefer und damit vor ihnen liegenden Gletscherabschnitte aus, so wird dieser Druck durch eine Fließbewegung des Eises abgebaut. Dabei bewegt sich die gesamte Eismasse nicht gleichmäßig, sondern abhängig von den Möglichkeiten der Eiskristalle, sich innerhalb des Gesamtgefüges zu bewegen. An der Gletschersohle sowie den Flanken eines Gletschers kann das Eis oft am anstehenden Gestein festfrieren, wodurch hier keine Bewegung möglich ist. Daher ist die Fließgeschwindigkeit eines Gletschers an der Oberfläche höher als an der Sohle und an den Seiten niedriger als in der Mitte.
Basales Gleiten: Durch die Anomalie des Wassers bedingt, kann Eis trotz niedriger Temperaturen bei ausreichend hohem Druck verflüssigt werden. Ist der Druck, den ein Gletscher aufgrund seiner Masse auf den Untergrund ausübt, bei der vorliegenden Temperatur des Eises hoch genug, um ein Aufschmelzen zu bewirken, so kann ein ganzer Abschnitt eines Gletschers auf diesem Wasserfilm entlanggleiten. Dabei wird wieder Druck abgebaut und das Wasser gefriert erneut, bis wieder ein ausreichender Druck erzeugt werden kann. Das basale Gleiten ist somit eine periodisch auftretende Bewegung im Gegensatz zum Eisfließen.
Gletscherspalten: Reliefbedingt können in einem Gletscher Quer- und Längsspalten entstehen. Querspalten entstehen durch eine Längsdehnung der Gletscheroberfläche. Dies geschieht, wenn der vordere und damit tiefere Teil eines Gletschers schneller fließen kann als der dahinter- und höherliegende. Längsspalten entstehen dagegen durch eine Querdehnung der Gletscheroberfläche. Dies ist häufig bei Vorlandgletschern zu beobachten, welche aus einem engeren Tal in eine weite Ebene austreten, wo sich das Eis weit ausdehnen kann.
Landschaftsformung durch Gletscher: Gletscher sind bedeutende Landschaftsformer, die in ihrer Wirksamkeit den Wind und das fließende Wasser deutlich übertreffen. Insbesondere während des Eiszeitalters, als große Teile der Nordhemisphäre vergletschert waren, wurden sehr große Gebiete durch sie umgeformt. Dies betrifft etwa den Alpenraum und andere Hochgebirge sowie Nordeuropa und das nördliche Mitteleuropa, große Gebiete in Nordamerika sowie im nördlichen Asien. Die Wirkung der Gletscher beruht vor allem auf dem von ihnen mitgeführten Moränenmaterial.
Gletscherschliff und Gletscherschrammen: Durch im Gletschereis mitgeführtes Gesteinsmaterial verschiedenster Korngrößen von feinem Ton bis zu mehrere Meter messenden Findlingen können im Gesteinsuntergrund deutliche Spuren hinterlassen werden. Feinkörniges Material bewirkt dabei in der Regel vergleichbar mit der Wirkung von Sandpapier einen Schliff, während größere Partikel, unterstützt durch den starken Druck und die Bewegungsgewalt des Gletschers, deutliche Kratzspuren und Rillen im Fels hinterlassen können. Diese Rillen werden Gletscherschrammen genannt. Diese Formen bezeugen eine Bewegung des Gletschereises über den Untergrund und sind daher ein Beweis dafür, dass der einstige Gletscher sich hier durch basales Fließen bewegen konnte und nicht am Untergrund festgefroren war.
Gletscher können ihren Untergrund stark formen. Ragt aus dem felsigen Untergrund ein Hindernis im Pfad eines Gletschers, so entsteht eine charakteristische Form. An der Seite des Felsens, die der Fließrichtung des Eises zugewandt ist (Luv), erhöht sich der Druck im Eis, wodurch hier leichter ein Schmelzwasserfilm entstehen kann, auf welchem der Gletscher gleitend über den Felsen fließen kann. Das vom Gletscher mitgeführte Material führt dabei zu einer Erosion des Felsens. Die Luv-Seite erhält so eine stromlinienartige Form ähnlich wie bei einer Sanddüne. Dieser Prozess wird Detersion genannt. Auf der abgewandten Seite (Lee) ist der Druck wiederum deutlich geringer, wodurch sich hier kein Schmelzwasserfilm bilden kann. Stattdessen friert das Eis am Felsen fest und bei der Weiterbewegung des Gletschers wird das Eis mitgeführt und dabei Teile aus dem Felsen herausgebrochen.
Talformung: Durch Flüsse entstehen in Gebirgen zumeist tief eingeschnittene V-förmige Kerbtäler. Im Gegensatz dazu sind Gletscher zu einer sehr viel stärkeren Seitenerosion fähig, wodurch glazial geformte Täler eine markante U-Form besitzen und als Trogtäler bezeichnet werden. Dabei wurde auch oft vorglaziales Material in den Urtälern von den Gletschern ausgeschürft und mitgeführt. Dadurch wurden frühere Schichten fluvialer Sedimente durch glazialen Geschiebemergel ersetzt. Deutlich sichtbar ist oft an den Talhängen die Schliffgrenze, welche markiert, bis zu welcher Mächtigkeit einst ein Gletscher das Tal ausgefüllt hatte.
Gletscher und Klima: Obwohl Gletscher nur einen geringen Teil der Erdoberfläche ausmachen, ist weitgehend unumstritten, dass sie je nach Größe das lokale wie weltweite Klima stark beeinflussen. Dabei sind zwei physikalische Eigenschaften von Bedeutung:
- Eintreffendes Sonnenlicht wird zu nahezu 90 % zurückgespiegelt, wodurch es seinen wärmenden Energieeintrag in die Biosphäre nicht entfalten kann. Ein einmal ausgedehnter Gletscher hat daher die Tendenz, weiter abzukühlen und sich weiter zu vergrößern. Über ihm entsteht in Verbindung mit tiefen Temperaturen ein Hochdruckgebiet.
- Gletscher wirken als Wasserspeicher. Es wird als Eis in den Gletschern gespeichert und so dem Wasserreservoir vorübergehend oder länger anhaltend entzogen. Mit dem Abschmelzen der Gletscher in Folge der Erwärmung des Klimas kann es zu einem Anstieg des Meeresspiegels kommen. Dies gilt vor allem für die Eisschilde Grönlands und der Antarktis.
Gletscher sind ein Indikator für langfristige Klimaänderungen. Infolge der globalen Erwärmung ist es weltweit zu einer massiven Gletscherschmelze gekommen.
Gletscher als Süßwasserreserve: Gletscher stellen in vielen Regionen eine sichere Wasserversorgung der Flüsse in der niederschlagsarmen Sommerzeit dar, da sie vor allem in dieser Zeit abschmelzen. Sie wirken darüber hinaus ausgleichend auf den Wasserstand (zum Beispiel beim Rhein). In den wüstenhaften Gebirgsregionen des Pamir und Karakorum werden die Talböden und Berghänge fast ausschließlich mithilfe des Gletscherwassers bewässert und urbar gemacht. Auch in den trockenen Tälern der Alpen (Vinschgau, Wallis) gibt es ausgedehnte Netze von Kanälen, die teilweise heute noch genutzt werden. Eine Gefahr können die aus früheren Zeiten im Eis eingeschlossenen Umweltgifte sein.
(Quelle: Wikipedia, Text gekürzt. Der ganze Text ist hier zu finden: http://de.wikipedia.org/wiki/Gletscher)
Eure Aufgaben zum loggen dieses Earthcaches:
1.) wer hat bei welchem Anlass das Naturdenkmal (die Gletschertöpfe und nicht den Löwen - der ist nicht von der Natur gemacht) im Luzerner Gletschergarten entdeckt?
2.) Welchen Durchmesser hat der größte Gletschertopf im Gletschergarten?
3.) Wie viele Flaggen hängen über dem Eingang zum Garten (am Kassenhäuschen)?
4.) nur einen Steinwurf vom Eingang zum Gletschergarten entfernt findet Ihr das Löwendenkmal. Es wäre schön, wenn Ihr ein Foto von Euch mit Eurem GPS und dem Denkmal im Hintergrund macht und dieses zusammen mit dem Log hochladet (freiwillig aber gerne gesehen).
Die Antworten auf die Fragen schickt Ihr bitte über mein Profil an mich. Den Haken bei "I want to send my email address..." nicht vergessen! Nach dem Senden der Antworten könnt Ihr den Cache gerne loggen - sollten die Antworten falsch sein, werde ich Euch kontaktieren.
Auch wenn der Cache ohne einen Besuch des Gletscher-Gartens gelöst werden kann, ist der Garten einen Besuch wert.
A glacier is a perennial mass of ice which moves over land. A glacier forms in locations where the mass accumulation of snow and ice exceeds ablation over many years.
Glacier ice is the largest reservoir of fresh water on Earth, and is second only to oceans as the largest reservoir of total water. Glaciers cover vast areas of the polar regions and are found in mountain ranges of every continent including Australasia (there are glaciers in New Zealand). In the tropics glaciers are restricted to the highest mountains. The processes and landforms caused by glaciers and related to them are referred to as glacial. The process of glacier growth and establishment is called glaciation. Glaciers are indicators of climate and are important to world water resources and sea level variation. They are an important component of the more encompassing cryosphere.
Formation: Glaciers form where the accumulation of snow and ice exceeds ablation. As the snow and ice thicken, they reach a point where they begin to move, due to a combination of the surface slope and the pressure of the overlying snow and ice. On steeper slopes this can occur with as little as 50 feet of snow-ice. The snow which forms temperate glaciers is subject to repeated freezing and thawing, which changes it into a form of granular ice called firn. Under the pressure of the layers of ice and snow above it, this granular ice fuses into denser and denser firn. Over a period of years, layers of firn undergo further compaction and become glacial ice. Glacier ice has a slightly reduced density from ice formed from the direct freezing of water. The air between snowflakes becomes trapped and creates air bubbles between the ice crystals.
The distinctive blue tint of glacial ice is often wrongly attributed to Rayleigh scattering due to bubbles in the ice. The blue color is actually created for the same reason that water is blue, that is, its slight absorption of red light due to an overtone of the infrared OH stretching mode of the water molecule.
Anatomy: The location where a glacier originates is referred to as the "glacier head". A glacier terminates at the "glacier foot", or terminus. Glaciers are broken into zones based on surface snowpack and melt conditions. The ablation zone is the region where there is a net loss in glacier mass. The equilibrium line separates the ablation zone and the accumulation zone. At this altitude, the amount of new snow gained by accumulation is equal to the amount of ice lost through ablation. The accumulation zone is the region where snowpack or superimposed ice accumulation persists.
A further zonation of the accumulation zone distinguishes the melt conditions that exist.
- The dry snow zone is a region where no melt occurs, even in the summer, and the snowpack remains dry.
- The percolation zone is an area with some surface melt, causing meltwater to percolate into the snowpack. This zone is often marked by refrozen ice lenses, glands, and layers. The snowpack also never reaches melting point.
- Near the equilibrium line on some glaciers, a superimposed ice zone develops. This zone is where meltwater refreezes as a cold layer in the glacier, forming a continuous mass of ice.
- The wet snow zone is the region where all of the snow deposited since the end of the previous summer has been raised to 0°C.
The upper part of a glacier that receives most of the snowfall is called the accumulation zone. In general, the glacier accumulation zone accounts for 60-70% of the glacier's surface area, more if the glacier calves icebergs. The depth of ice in the accumulation zone exerts a downward force sufficient to cause deep erosion of the rock in this area. After the glacier is gone, its force often leaves a bowl or amphitheater-shaped isostatic depression ranging from large lake basins, such as the Great Lakes or Finger Lakes, to smaller mountain basins, known as cirques.
Motion: Glaciers move, or flow, downhill due to the internal deformation of ice and gravity. Ice behaves like an easily breaking solid until its thickness exceeds about 50 meters (160 ft). The pressure on ice deeper than that depth causes plastic flow. At the molecular level, ice consists of stacked layers of molecules with relatively weak bonds between the layers. When the stress of the layer above exceeds the inter-layer binding strength, it moves faster than the layer below.
Another type of movement is through basal sliding. In this process, the glacier slides over the terrain on which it sits, lubricated by the presence of liquid water. As the pressure increases toward the base of the glacier, the melting point of water decreases, and the ice melts. Friction between ice and rock and geothermal heat from the Earth's interior also contribute to melting. This type of movement is dominant in temperate, or warm-based glaciers. The geothermal heat flux becomes more important the thicker a glacier becomes.
The rate of movement is dependent on the underlying slope, amongst many other factors.
Fracture zone and cracks: The top 50 meters of the glacier, being under less pressure, are more rigid; this section is known as the fracture zone, and mostly moves as a single unit, over the plastic-like flow of the lower section. When the glacier moves through irregular terrain, cracks up to 50 meters deep form in the fracture zone. The lower layers of glacial ice flow and deform plastically under the pressure, allowing the glacier as a whole to move slowly like a viscous fluid. Glaciers flow downslope, usually this reflects the slope of their base, but it may reflect the surface slope instead. Thus, a glacier can flow rises in terrain at their base. The upper layers of glaciers are more brittle, and often form deep cracks known as crevasses. The presence of crevasses is a sure sign of a glacier. Moving ice-snow of a glacier is often separated from a mountain side or snow-ice that is stationary and clinging to that mountain side by a bergshrund. This looks like a crevasse but is at the margin of the glacier and is a singular feature.
Crevasses form due to differences in glacier velocity. As the parts move at different speeds and directions, shear forces cause the two sections to break apart, opening the crack of a crevasse all along the disconnecting faces. Hence, the distance between the two separated parts, while touching and rubbing deep down, frequently widens significantly towards the surface layers, many times creating a wide chasm. Crevasses seldom are more than 150 feet deep but in some cases can be 1,000 feet or even deeper. Beneath this point, the plastic deformation of the ice under pressure is too great for the differential motion to generate cracks. Transverse crevasses are transverse to flow, as a glacier accelerates where the slope steepens. Longitudinal crevasses form semi-parallel to flow where a glacier expands laterally. Marginal crevasses form from the edge of the glacier, due to the reduction in speed caused by friction of the valley walls. Marginal crevasses are usually largely transverse to flow.
Crevasses make travel over glaciers hazardous. Subsequent heavy snow may form fragile snow bridges, increasing the danger by hiding the presence of crevasses at the surface. Below the equilibrium line, glacier meltwater is concentrated in stream channels. The meltwater can pool in a proglacial lake, a lake on top of the glacier, or can descend into the depths of the glacier via moulins. Within or beneath the glacier, the stream will flow in an englacial or sub-glacial tunnel. Sometimes these tunnels reemerge at the surface of the glacier.
Glacial valleys: Before glaciation, mountain valleys have a characteristic "V" shape, produced by downward erosion by water. However, during glaciation, these valleys widen and deepen, forming a "U"-shaped glacial valley. Besides the deepening and widening of the valley, the glacier also smooths the valley due to erosion. In this way, it eliminates the spurs of earth that extend across the valley. Because of this interaction, triangular cliffs called truncated spurs are formed.
Many glaciers deepen their valleys more than their smaller tributaries. Therefore, when the glaciers recede from the region, the valleys of the tributary glaciers remain above the main glacier's depression, and these are called hanging valleys. In parts of the soil that were affected by abrasion and plucking, the depressions left can be filled by lakes, called paternoster lakes.
At the 'start' of a classic valley glacier is the cirque, which has a bowl shape with escarped walls on three sides, but open on the side that descends into the valley. In the cirque, an accumulation of ice is formed. These begin as irregularities on the side of the mountain, which are later augmented in size by the coining of the ice. Once the glacier melts, these corries are usually occupied by small mountain lakes called tarns.
There may be two glacial cirques 'back to back' which erode deep into their backwalls until only a narrow ridge, called an arête is left. This structure may result in a mountain pass.
Glaciers are also responsible for the creation of fjords (deep coves or inlets) and escarpments that are found at high latitudes.
(Source: Wikipedia, text shortened. Whole text can be found here: http://en.wikipedia.org/wiki/Glacier
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1.) Who uncovered this natural monument (the potholes, not the lion - this is not made by nature) at Glacier-Garden Lucerne at which occasion?
2.) What size is the diameter of the largest pothole in the Glacier-Garden?
3.) How many flags are hanging above the entrance to the garden (at the cash-box)?
4.) Only a stone's throw away from the entrance to the Glacier-Garden you'll find the lion monument. It would be nice if you take a photo with yourself, your GPSr and the monument in the background and upload it together with your log (optional but welcome).
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Although this cache can be solved without visiting the Glacier-Garden, the garden is worth visiting.