Regional-scale modelling of the occurrence and dynamics of rockglaciers and the distribution of paleopermafrost

Abstract

Ungefähr 5% der schweizerischen Landesfläche befinden sich im Verbreitungsgebiet des alpinen Dauerfrostbodens. Zu den auffälligsten Landschaftsformen in diesen Regionen zählen zweifelsohne die zahlreich vorkommenden Blockgletscher, d.h. Formen des kriechenden Permafrosts. Obwohl in den letzten Jahrzehnten grosse Fortschritte in der Blockgletscher- und Permafrostforschung erzielt wurden und heute wichtiges und detailliertes Wissen über einzelne Blockgletscher vorliegt, ist das Verständnis der intra- regionalen Variabilität des Blockgletscherauftretens immer noch eingeschränkt. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit Aspekten, die in Zusammenhang mit dem regionalen Verbreitungsmuster von Blockgletschern stehen, insbesondere derer von Schutthalden-Blockgletschern (sogen. talus-derived Blockgletschern). Ein spezielles Augenmerk gilt dabei der Prozesskette, die mit der Verwitterung von Felswänden beginnt und über Steinschlag und Akkumulation von Schutthalden zur Schuttdislokation durch Permafrostkriechen führt, also zur Bildung von Blockgletschern. Ebenfalls untersucht worden sind das Relativalter von Blockgletscher(oberfläche)n, verschiedene numerische Ansätze zur Modellierung der räumlichen Blockgletscherverbreitung und die Rekonstruktion der Paläo- Permafrostverbreitung am Ende des Spätglazials sowie während des Holozäns. Die Dissertation setzt sich aus einem Manuskript und fünf Publikationen zusammen. Die Studien, über die berichtet wird, wurden mehrheitlich im Gebiet der östlichen Schweizer Alpen durchgeführt.

Dissertation von Regula Frauenfelder Regional-scale Modelling of the Occurrence and Dynamics of Rockglaciers and the Distribution of Paleopermafrost Abstract Approximately 5% of the land surface of Switzerland is characterized by mountain permafrost. The most prominent landforms in these areas are, beyond doubt, the numerous rockglaciers, i.e. forms of creeping mountain permafrost. In spite of the great advances achieved in permafrost and rockglacier research in recent decades, and the important, detailed knowledge now available on individual rockglaciers, the understanding of intra- regional variability of rockglacier distribution is still rather limited. This thesis deals, therefore, with issues related to the regional distribution patterns of rockglaciers, in particular talus-derived ones. Special focus is on the process chain that extends from weathering in scree slopes, to rockfall, to accumulation of talus slopes, and finally, to debris displacement by permafrost creep, i. e. to the formation of rockglaciers. Other aspects investigated include relative surface ages of rockglaciers, the exploration of different approaches to modelling regional spatio-temporal rockglacier distribution patterns, and the reconstruction of paleopermafrost distributions at the end of the Lateglacial and the Holocene. The thesis consists of a manuscript and a collection of five papers; the studies reported on were carried out, for the most part, in a periglacial area of the eastern Swiss Alps.