Dem Zackenberg-Fluss „lauschen“

In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Umweltseismologie aufgrund technologischer und methodischer Innovationen an Popularität gewonnen. Der klassische Fokus der Seismologie hat sich von der Analyse diskreter Ereignisse, wie Erdbeben, hin zu ermergenten (sich entwickelnden) und kontinuierlichen Signalen erweitert, die in der Vergangenheit als seismisches Rauschen betrachtet wurden. Scales und Snieder (1998) stellten klar, dass seismisches Rauschen als „der Teil der Daten betrachtet wird, den wir nicht zu erklären versuchen.“ Diese daraus erfolgten Innovationen machten die lokale Überwachung verschiedener Umweltprozesse praktisch und wirtschaftlich machbar (Larose et al., 2015).

Der Abfluss und das Abflussverhalten von Flüssen sind grundlegende Variablen für die Überwachung, die sowohl für viele ökologische Prozesse als auch für industrielle Anwendungen von entscheidender Bedeutung sind. Die klassische Abflussmessung ist auf regelmäßige Messungen direkt im Fluss angewiesen, was arbeitsintensiv ist und bei Hochwasser gefährlich sein kann. Turbulente Wasserströmung regt seismische Wellen durch Kollisionen des Geschiebes und Reibung am Flussbett an, die von einer entfernten seismischen Station kontinuierlich aufgezeichnet werden können. Gimbert et al. (2014) stellten ein physikalisches Modell vor, das die Entstehung von seismischem Rauschen durch Flüsse quantitativ beschreibt. Sie zeigten, dass die turbulente Wasserströmung seismisches Rauschen im niedrigeren Frequenzband (~1–10 Hz) anregt, welches mit der Magnitude des Flussabflusses skaliert.

Mithilfe seismischer Flussüberwachung zielt das von der University of Sheffield (UK) geleitete GRuMPS-Projekt darauf ab, eine systematische, kontinuierliche und in Echtzeit ablaufende Abflussüberwachung der wichtigsten Gletschereinzugsgebiete rund um den grönländischen Eisschild zu implementieren. Die Gletscher dieser Einzugsgebiete enden sowohl an Land als auch im Ozean. Die Übertragung dieses innovativen Fernerkundungsverfahrens zur Abschätzung des Abflusses von im Meer endenden Auslassgletschern ist eine der größten Herausforderungen des GruMPS-Projekts. In der ersten Phase von GRuMPS werden seismische Stationen neben Flüssen mit bereits aktiver hydrologischer Überwachung installiert, um Installationsstrategien zu testen und die Skalierung zwischen seismischen Daten und Flussdaten zu bewerten. Eines dieser Testgebiete ist der Zackenberg-Fluss in Nordostgrönland, wo der Flussabfluss seit drei Jahrzehnten überwacht wird (Binder et al., 2026). Die Kontinuität und Qualität dieser langfristigen Überwachung wird durch ClimateBasis sichergestellt – ein Unterprogramm des grönländischen Ökosystem-Überwachungsprogramms (Greenland Ecosystem Monitoring) – und von Asiaq, einem GRuMPS-Projektpartner, verwaltet.