Sublimation

Gletscherschmelze am Mount Kilimanjaro durch Sublimation nach Kaser

Kilimanjaro Gletscherkarte Entwicklung 1912 - 2003 nach Kaser

Kilimanjaro Gletscherkarte Entwicklung 1912 - 2000 nach Thompson

The Melting Snows Of Kilimanjaro 1912 - 2000

Rekonstruktion der maximalen Vergletscherung am Kilimanjaro nach Osmaston

Gletscherzuwachs am Nördlichen Eisfeld in der nassen Saison 2011-2012

Durch Sublimation schmelzen die Gletscher am Mount Kilimanjaro trotz permanenten Frostes am Gipfel. Ein Erklärungsversuch ...

Allgemein : Die Definition Sublimation

• Als Sublimation, seltener auch Sublimierung (von lat. sublimis = ‚hoch in der Luft befindlich‘, ‚erhaben‘), bezeichnet man in der Thermodynamik den Prozess des unmittelbaren Übergangs eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand, ohne sich vorher zu verflüssigen.
• Bei den Druck- und Temperaturbedingungen, bei denen eine Sublimation auftritt, existiert kein flüssiger Aggregatzustand. Man bezeichnet diese Bedingungen auch als Sublimationsdruck und Sublimationstemperatur, beziehungsweise zusammengenommen als Sublimationspunkt.

Allgemein : Einige Beispiele zur Sublimation

• Trockeneis, bei −78,5 °C gefrorenes Kohlenstoffdioxid, sublimiert bei Wärmezufuhr und tritt unmittelbar in den gasförmigen Aggregatzustand über. Dabei bildet sich unter normalen Druckbedingungen keine Flüssigkeit wie z. B. bei der Erwärmung von Wassereis: hiervon leitet sich die Bezeichnung Trockeneis ab.
• Wasser tritt bei ausreichend kalter und trockener Luft bei Atmosphärendruck aus seinem festen Aggregatzustand Eis ebenfalls direkt in Gasform (Wasserdampf) über. Der Grund dafür ist, dass der Wasserdampfdruck ein Partialdruck der Luft ist und somit kleiner als der Atmosphärendruck der Luft. Deshalb spielt sich dieser Phasenübergang im Phasendiagramm für Wasser im Bereich der Sublimation unterhalb des Tripelpunktes ab, auch wenn es "Augenscheinlich" bei Atmosphärendruck geschieht. Dank diesem Effekt trocknet feuchte Wäsche unter den entsprechenden Bedingungen bei Frost an der Außenluft schneller als in Innenräumen, deren wärmere Luft bereits mit Wasserdampf mehr oder weniger gesättigt ist.
• Wenn man nach starkem Schneefall den Gehweg vor dem Haus wieder von Schnee freigeräumt hat, auf dem Weg sich aber noch Schnee- und Eisreste befinden und in den folgenden Tagen trotz Frostes kein Schneefall mehr erfolgt, so kann man beobachten, dass auch diese Reste bald verschwunden sind und sich die seitlichen Schneeberge vom Rand her verkleinern.

Konkret : Das Schmelzen der Gletscher am Kilimanjaro

Nach allgemeinen Erkenntnissen

• Bereits Dr. Hans Meyer berichtete nach seinen wiederholten Besuchen des Kilimanjaros in den Jahren 1886 - 1911 vom Abschmelzen der Kilimanjaro-Gletscher.
• Die Sublimation an den Kilimanjaro-Gletschern wird durch den fast schwarzen Untergrund an den Gletscherfüßen beschleunigt, so wie die dunklen Platten oder der Asphalt auf dem Gehweg vor dem Haus an den beräumten Schneebergen trotz Frostes nargen.
• In dem oben zu sehenden Schema nach Kaser wird gezeigt, wie bei einem Gleichgewicht von Schneefall und Sublimation die Gletscher am Kilimanjaro eine konstante Größe behalten würden.
• Da der Niederschlag am und vor allem über dem Kilimanjaro aufgrund der Änderung des Mikro-Klimas durch das Abholzen der Wälder an den Flanken des Kibos und des Globalen-Klimas z.B. auch durch den El-Niño-Effekt / La-Niña-Effekt permanent abgenommen hat, ist das Gleichgewicht zur Erhaltung der Gletscher gestört. Die Sublimation an den Gletschern ist zur Zeit größer als der Niederschlag auf die Gletscher, so dass die Eisgiganten trotz permanenten Frostes am Kibo-Gipfel konstant an Größe verlieren.
• Diese Trockenheit und nicht "der menschgemachte Klimawandel", wie von Al Gore in “An Inconvenient Truth” deklariert, führt zum weiteren Schwinden der Gletscher am Kilimanjaro. Auch diese Fehlinformation in Al Gores Film war Anlass, dass der Film in Schulen Großbritaniens nicht mehr unkommentiert gezeigt werden darf.
• Ein sichtbares Zeichen, dass die Gletscher am Kilimanjaro durch Sublimation und nicht durch Abschmelzen aufgrund von Temperaturerhöhung an Größe verlieren, sind die minimalen Rinsale, die erst von tiefliegenden Gletscherzungen (z.B. des Heim-Gletschers, des Kersten-Gletschers) abfließen.

Nach Hardy : Universität von Massachusetts

• Douglas R. Hardy, ein Klimatologe der Universität von Massachusetts, der die Kilimanjaro Gletscher seit 2000 mit Wetterstationen beobachtet hat, zu den Hintergrüden der Gletscherschmelze am Mount Kilimanjaro :
  
  
  Die wirklichen Erklärungen sind sehr viel komplexer.
  Die globale Erwärmung spielt eine Rolle, aber maßgeblich sind eine Vielzahl von anderen Faktoren, die wirklich daran beteiligt sind.
  
  
• Nach Hardy ist die Verringerung der Waldfläche in der Umgebung des Kilimanjaros und nicht die globale Erwärmung der stärkste menschliche Einfluss auf den Rückgang der Gletscher. Das Abholzen für die Landwirtschaft und das Auslichten durch Waldbrände — oft von Honig-Sammlern verursacht - haben die umliegenden Wälder stark reduziert. Durch den Verlust des Laubes wird weniger Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgegeben, was zu einer reduzierten Wolkendecke und weniger Niederschlag führt und somit den Effekt der Sublimation verstärkt.

Nach Kaser : Universität Insbruck

• Messergebnisse der Projektgruppe von Prof. Georg Kaser von der Universität Insbruck am Kilimanjaro bestätigten, dass der Niederschlag für den Zustand der Gletscher in Ostafrika eine bedeutendere Rolle spielt als die Lufttemperatur. Der Gletscher verliert zwei- bis viermal mehr Masse bei einer Reduktion der Schneefallmenge um 20% als bei einer Temperaturerhöhung um 1°C. Dies ergaben Modellrechnungen, in denen physikalische Wechselwirkungen zwischen Gletscher und Klima simuliert werden.
• Komplettiert wurden die lokalen Studien durch die Auswertung einer Simulation des globalen Klimas im 19. und 20. Jahrhundert. Es zeigte sich, dass großräumige Strömungsmuster, die dafür zuständig sind, dass Feuchtigkeit aus dem Indischen Ozean und Niederschläge nach Ostafrika kommen, im 20. Jahrhundert seltener auftraten. Ostafrika bekommt also zunehmend weniger Niederschläge und die Trockenheit steigt. Auch die sinkenden Wasserstände der großen ostafrikanischen Seen und die Zunahme der Häufigkeit der Waldbrände am Kilimanjaro bestätigen diese Tendenz. Die Temperatur spielt bei diesen Entwicklungen keine direkte Rolle.
• Am Kilimandscharo gibt es Eistafeln mit vorwiegend vertikalen Rändern auf dem 5700 Meter hohen, flachen Gipfel sowie mehrere Hanggletscher. In dieser trockenkalten tropischen Klimazone, in der die Temperatur stärker zwischen Tag und Nacht als mit den Jahreszeiten schwankt, bestimmen andere Faktoren die Massenbilanz von Gletschern als in mittleren Breiten. In der großen Höhe herrscht selbst am Äquator praktisch immer Frost und die Hauptenergiequelle ist das Sonnenlicht. Die Abgabe von Infrarotstrahlung übersteigt deren Aufnahme deutlich. Den größten Masseverlust verursacht die Sublimation. Der Schmelzwasserabfluss ist dagegen minimal.
• Der raschen Rückzug der Gletscher zu Beginn des 20. Jahrhunderts impliziert eine starke Abweichung von den örtlichen Bedingungen während dieser Zeit. Dieses starke Ungleichgewicht kann nur durch eine plötzliche Verschiebung des Klimas erklärt werden, die nicht im frühen 20. Jahrhundert zu beobachten ist. Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gletscher am Kilimandscharo lediglich Reste des vergangenen Klimas sind und der Rückgang nicht eine empfindlicher Indikator des Klimawandels 20. Jahrhundert.

Nach Zapf : Universität Bern

• Mit Hilfe einer neuen Datierungsmethode soll der Doktorand Alexander Zapf von der Universität Bern das Alter des Kilimandscharo-Eises bestimmen – und damit einen wissenschaftlichen Zwist klären: Die Ansichten über das Alter der letzten verbleibenden grösseren Gletscher Afrikas gehen nämlich erheblich auseinander.
• Lonnie Thompson, ein renommierter Paläoklimatologe von der Ohio State University, der tropische Gletscher als Klimaarchive nutzt, ist überzeugt, das Kilimandscharo-Plateau sei seit rund 12000 Jahren permanent vergletschert gewesen.
• Der Spezialist für tropische Glaziologie Georg Kaser von der Universität Innsbruck hingegen, argumentiert mittels modellgestützter Rekonstruktionen und meint, die Gletscher am Kilimandscharo seien periodisch gewachsen und geschrumpft. Ihre Lebenszyklen hätten nur wenige hundert Jahre betragen, und vor rund 800 Jahren seien sie sogar ganz verschwunden gewesen.
• Die Untersuchungsergebnisse sollen Ende 2012 vorliegen.

Entstehung der Gletscherformen am Kilimanjaro

Die Fragestellung

• Im Mount-Kilimanjaro-Forum wurde dazu die folgende Frage gestellt :

Steile Gletscherflanken, wie sind sie erklärbar ?

Eine Antwort

• Als Antwort ist dann die folgende Argumentation nachzulesen :

Deine Fragestellung ist bei intensiver Betrachtung der Gletscher des Kilimanjaro und hier speziell des Furtwängler Gletschers ( der letzte Gletscher in der Kibo-Kaldera ) eigentlich logisch und wird sich wohl jeden Kili-Entusiasten in der einen oder anderen Form stellen. Ich habe dazu aber noch nirgends konkret etwas im Zusammenhang gelesen, was eine Erklärung bietet. Meine Erklärung ergibt sich so aus angelesenen Erkenntnissen der spärlich veröffentlichten Kilimanjaro-Forschung.

Zunächst einige Fakten :

• letzter großer Ausbruch des Kilimanjaro war vor ca. 4 Mio. Jahren ...
• die Gletscher auf dem Kibo sind ca. 12.000 Jahre alt ...
• die letzten Feuersäulen wurden vor ca. 400 Jahren auf dem Kibo beobachtet ...
• Western Breach und Great Baranco sind Resultat gewaltiger Massenbewegungen ...

Nun kann man wie folgt daraus interpretieren :

• die Eiskappe auf dem Kibo baute sich über tausende von Jahren auf, beginnend vor 12.000 Jahren ...
• die Gletscher werden in ihrer max. Ausdehnung mit Sicherheit die gesamte Kibo-Kaldera gefüllt haben ...
• der höchste Punkt des Kibos kann so u.U. sogar im Zentrum der Kaldera auf dem Gletscher gelegen haben ...
• aus der umliegenden Savanne sah man auf dem Kibo sogar eine Eiskuppel und nicht wie heute nur einen Stumpf ...
• die Gletscher waren so in der Mitte massiv und am stärkten ausgebildet und zu den Rändern hin flach auslaufend ...
• ein Ausbruch des Kibos zur Hochzeit der Gletscher könnte dann etwa so ausgesehen haben wie heute auf Island ...
• mit diesem Ausbruch wurden dann die gewaltigen Mengen Eis in der Kibo-Kaldera geschmolzen ...
• die tiefliegende Kaldera füllte sich mit dem Schmelzwasser und Ascheschlamm ...
• die Süd-West-Flanke der Kibo-Kaldera gab dem Wasser- und Schlammdruck nach und brach ...
• gewaltige Mengen an Schlamm ergossen sich als Lavine in Richtung des heutigen Moschi ...
• als Ergebnis blieb der Western Breach und das Great Baranco und die Gletscherreste am Kibo übrig ...
• die ablaufenden Wasser- und Schlammmassen in der Kaldera strömten am Reuschkrater vorbei ...
• der Furtwängler Gletscher bleibt so in der Strömungsform des Reuschraters vor dem Western Breach erhalten ...
• die so verbliebenen Gletscher hatten nun an den höchsten Stellen steile Flanken ...
• die heutigen klimatischen Verhältnisse am Kibo mit der Sublimation der Gletscher verstärken diese Erscheinungsform ...

Mit dem Ende der kleinen Eiszeit in Europa seit ca. 1850 wird es dann am Kiilimanjaro zunehmend trockener. Auch der Raubbau des Regenwaldes am Kibo trägt zur zunehmenden Trockenheit am Kibo bei. Diese Trockenheit ( und nicht "der menschgemachte Klimawandel", wie von Al Gore in “An Inconvenient Truth” deklariert ) führt zum weiteren Schwinden der Gletscher am Kilimanjaro. Die Gletscher des Kibos schmelzen trotz permanenten Frost. Dieser Vorgang, der Übergang von Eis in den gasförmigen Zustand ohne die Zwischenstufe des flüssigen Zustandes, wird Sublimation genannt und kann auch sehr gut bei uns beobachtet werden, wenn im Winter bei trockenem Frostwetter und Sonnenschein die Schneehaufen am Straßenrand kleiner werden und der Schnee auf dem geschobenen Gehweg komplett verschwindet. Die momentane Trockenheit in Ostafrika und damit am Kilimanjaro ist zu groß, um den Gletscherschwund durch den am Gipfel fallenden Niederschlag in Form von Schnee zu kompensieren.

Weblinks

• de.wikipedia.org, Der El-Niño-Effekt bei Wikipedia
• Das Mount Kilimanjaro Forum, Steile Gletscherflanken, wie sind sie erklärbar?
• Das Mount Kilimanjaro Forum, Übernachtung im Krater Camp ?
• de.wikipedia.org, Eine unbequeme Wahrheit bei Wikipedia
• www.uibk.ac.at, Kilimanjaro Glaciers (East Africa)
• Uni Bern, Ein Berner Forscher im afrikanischen Eis (zur Altersbestimmung)
• kiboice.blogspot.de, Kilimanjaro Blog von Douglas Hardy
• blogger-index.com, Niederschlagsaufzeichnungen am Kibo 2011-2012

Artikel bearbeitet von :

--Detlev 21:37, 9. Aug. 2012 (CEST)