Wissenschaftsbild des Monats

Einsturzgefahr am Toten Meer

Immer schneller trocknet das Tote Meer aus und gibt so den Blick auf tiefe Löcher im Boden frei. Gefüllt mit rot oder grün gefärbtem Wasser sind sie zwar schön anzusehen, bergen aber auch Gefahren. Sie entstehen, wenn die Decke über einem bisher verborgenen Hohlraum im Untergrund zusammenbricht.

Runde Krater unterschiedlicher Größe, gefüllt mit grün, rot oder beige gefärbtem Wasser, in der Mitte ein blauer Bach: Dieses Bild übermittelte eine Kamera, die an einem Helium-Ballon befestigt und vom Boden aus gesteuert das Randgebiet des Toten Meeres überflog. Am unteren Bildrand ist ganz klein der Wissenschaftler zu sehen, der die Schnur zum Ballon hält. Die runden Krater sind Erdfälle, auch Dolinen genannt, die in den letzten Jahren vermehrt in den Küstengebieten westlich und östlich des Sees auftraten. Die rote Wasserfarbe stammt von eisenhaltigen Mineralen, der weiße Rand ist ausgetrocknetes Salzwasser, und grüne Färbung kommt von unterirdischen Süßwasserquellen. Dolinen stellen eine massive Gefährdung für die Infrastruktur, Bevölkerung, Landwirtschaft sowie den Tourismus am Toten Meer dar. Die Erdfallstrukturen entstehen, wenn die Decke über einem Hohlraum in einer Gesteinsschicht mit lösbarem Anteil (Kalkstein, Gips oder Salz) mechanisch instabil wird und zusammenbricht. Als Ursache für diese Entwicklung nehmen Wissenschaftler das rapide Absinken des Wasserspiegels (1 bis 1,5 m pro Jahr) an, welches weite Flächen salzhaltigen, ehemaligen Seebodens hinterlässt. Als Folge der Wasserspiegelabsenkung kann das Grundwasser schneller nachfließen, strömt in die Flächen und treibt den Lösungsprozess voran. Die Dolinen am Toten Meer treten in unterschiedlichen Größen und Tiefen auf. Sie werden entweder bis zu 20 Meter tief, sind dafür aber weniger ausgedehnt. Sind sie nur wenige Meter tief, können sie dagegen einen Durchmesser von bis zu 80 Metern erreichen. Wie breit oder tief ein Erdfall ist und ob er innerhalb von Minuten oder Tagen entsteht, hängt von den mechanischen Gesteinseigenschaften, wie Scher- und Druckfestigkeit, Dichte oder Verwitterungsresistenz des Untergrunds ab. Um Veränderungen im Boden zu überwachen, führen Forscher des Virtuellen Helmholtz-Instituts DESERVE (Dead Sea Research Venue) regelmäßig geophysikalische Feldmessungen durch. Mit seismischen Messmethoden zur Detektierung von Erdbebenwellen (Scherwellen-Reflexionsseismik) und Georadar für elektromagnetische Wellen können sie den Untergrund zerstörungsfrei untersuchen. Beide Methoden geben Auskunft über die Gesteinsart, Klüfte, Störungen, Wasservorkommen und die Porosität des Bodens. Ergänzt werden die geophysikalischen Messungen von Luftbildaufnahmen, die die Forscher mit Hilfe eines Helium- Ballons erstellen. Diese Bilder helfen, das quantitative Gefährdungspotenzial und die Entwicklung der Dolinen abzuschätzen. Darüber hinaus liefern sie wertvolle Hinweise auf mögliche Prozesse, wie Grundwassereintrag, Wasserquellen oder Vegetation, die zum Entstehen der enormen Absenkzonen führen. Aus einer Sequenz überlappender Luftbilder können die Forscher ein digitales Höhenmodell des gesamten Gebiets berechnen. Dieses liefert wertvolle Informationen über die Morphologie, also die Oberflächenstruktur, des Geländes und, wenn die Methode wiederholt angewandt wird, sogar über die Absenkraten der Erdfälle. Die Untersuchungen dienen dazu, mögliche Einstürze vorherzusagen. So soll es in naher Zukunft möglich sein, gefährdete Zonen besser einzugrenzen und anhand dieser Daten die Bevölkerung rechtzeitig informieren zu können. Bild: D. Al-Halbouni, E. Holohan/GFZ

Mehr Informationen: Erdfälle sind eine massive Gefährdung am Toten Meer

DESERVE

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