Smeltende permafrost is sluipmoordenaar

Gevarenzones in de Alpen

Dat de gletsjers met rasse schreden terugwijken, is met het blote oog te zien. Ook andere, soms minder zichtbare effecten van de klimaatverandering worden in Zwitserland nauwgezet bijgehouden. Stijgende temperaturen en stortregens leiden tot verwoestende modderstromen, landverschuivingen en puinregens.

De zomer van 2020 bracht de langste hittegolf in Zwitserland ooit. Dat leidde tot verdere aantasting van de gletsjers, maar het ontdooien van de permafrost is de sluipende moordenaar van de bergen. ‘Permafrost taut rasch auf!’ kopte het dagblad Südostschweiz afgelopen juli. Boven 2400 meter hoogte is de grond permanent bevroren, maar deze dreigt door klimaatverandering te ontdooien. De Zwitsers vrezen dat hellingen instabiel worden, de grond omlaag gaat schuiven en modderstromen huizen zullen vernielen.

Permafrost

Hoog in de Alpen is permafrost gemakkelijk waarneembaar. De hooggelegen almen hebben op veel plaatsen weilanden vol met bulten van 30-60 centimeter hoogte en 50-80 centimeter doorsnede, de zogenoemde Buckelwiesen. Lopen over dit reliëf wordt extra bemoeilijkt doordat koeien steeds dezelfde routes volgen, waarbij ze hun poten in de lage delen zetten. Op de relatief droge bulten groeit een grote verscheidenheid aan Alpenplanten, in de tussenruimten ligt klei aan de oppervlakte. Daarin blijft regenwater staan, waardoor deze steeds slechter begaanbaar worden. Op plekken waar vanwege de hoogte of door afschuiving van grond veel stenen aan de oppervlakte liggen, ontstaan door de permafrost, die stenen naar boven drukt, zogeheten structuurbodems. Ze worden gekenmerkt door vaste patronen: cirkels, polygonen (veelhoeken) en strepen met grof materiaal van hoekige stenen met scherpe randen. Daartussen ligt fijnkorrelig materiaal. De cirkels en polygonen hebben een doorsnede van 40-100 centimeter, dus ongeveer gelijk aan de bulten in de Buckelwiesen. Cirkels en polygonen op een helling verglijden geleidelijk tot strepen die dan vooral bestaan uit grove stukken steen. De opdooilaag kan al gaan glijden op hellingen van 1 à 2 graden. Daarbij worden de losse stenen gesorteerd en komen de grotere stenen geleidelijk in lange strepen te liggen.

Meetnet

De Zwitsers houden de toestand van de permafrost nauwgezet bij. Daartoe meten ze hoog in de bergen op dertig plekken permanent de temperatuur van de grond en de rotsen. De meetlocaties maken deel uit van het Schweizer Permafrostmessnetz (Permos). Sinds het begin van de metingen in 1988 is de temperatuur op 10 meter diepte ongeveer een graad Celsius gestegen en op 20 meter diepte een halve graad. Dat lijkt niet iets om je druk over te maken, maar de temperatuur direct onder de opdooilaag is normaal slechts een fractie van een graad onder nul. Bij slechts een geringe stijging kan de temperatuur hier dus al boven nul komen.

Uit de meetreeks blijkt niet alleen dat de temperatuur in en onder de opdooilaag stijgt, maar ook dat vijf van de zes warmste jaren sinds 2000 optraden ná 2010 (figuur 1). De temperatuur is dus in het tweede decennium van deze eeuw steeds sneller gestegen.

Enige uitzondering was de sneeuwarme winter van 2016-2017. Toen koelde de grond tot op grotere diepte af, doordat deze zonder een isolerende sneeuwlaag meer warmte dan normaal kon uitstralen. Tot nu toe is in Zwitserland dieper dan 20 meter onder de opdooilaag nog geen afsmelting van de permafrost waargenomen. Dit kan echter in de nabije toekomst wel gebeuren als de snelle stijging van de gemiddelde jaartemperatuur doorzet.

Blokgletsjers

De meetpunten van Schweizer Permafrostmessnetz liggen voor een deel in zogenoemde blokgletsjers. Op het eerste gezicht zijn dit gewone puinmassa’s zoals zich zo vele aan de voet van een steile berg hebben gevormd. De blokgletsjers liggen in sierlijke bulten en bochten met een gering verval op de flanken van dalen. Maar betreden is levensgevaarlijk: alles is er constant in beweging en dan niet in één zelfde beweging maar overal met verschillende snelheden. Tussen en onder de stenen zit ruimte, waar in de zomer smeltwater stroomt.

Uit eerdere metingen van de temperatuur in de ondergrond in de jaren 1990 blijkt dat blokgletsjers gemiddeld met enkele decimeters per jaar omlaag schuiven. IJs en stenen vormen daarbij als het ware één massa. Maar sinds 2010 schuiven de blokgletsjers enkele meters per jaar omlaag. Nabij de oppervlakte blijft de gemiddelde jaartemperatuur van de blokgletsjers boven nul graden. Dit betekent dat het ijs van de permafrost in de blokgletsjers dicht aan de oppervlakte bijna permanent gesmolten is. De toename van de hoeveelheid smeltwater leidt ertoe dat de gletsjers sneller omlaag schuiven en door de gedeeltelijk ontdooide permafrost in verschillende stroomsnelheden. Bovendien gaat het smeltwater op de bevroren ondergrond als een glijvlak fungeren. Een hittegolf zoals in de zomer van 2020 heeft overigens op dit proces slechts een beperkte invloed, omdat zo’n periode slechts kort duurt. Belangrijker is de stijging van de gemiddelde jaartemperatuur in de bergen.

Angst

Ook in andere delen van de wereld met permafrost, zoals in Alaska en Siberië, vormt de temperatuurverhoging een groot probleem. De opdooilaag smelt en wordt modderig. De ondergrond raakt ’s zomers verzadigd met smeltwater en verliest zijn stevigheid. Daardoor verzakken huizen, gebouwen en wegen. Zwitsers hebben echter extra reden voor bezorgdheid, want door het reliëf gaat de modderig geworden grond schuiven en ontstaan gevaarlijke modderstromen.

Ook het gebied boven de vegetatiegrens, waar het kale gesteente aan de oppervlakte ligt, komt in de gevarenzone. Stenen en stukken rots splijten daar gemakkelijk door de grote temperatuurverschillen tussen dag en nacht en zomer en winter. In de spleten verzamelt zich water dat ’s nachts en ’s winters bevriest, maar door de klimaatverandering eerder dan normaal ontdooit. Het puin valt en raast via smalle geulen, Muren, omlaag.

Maatregelen

Veranderingen in de diepte van de permafrost en de beweging van blokgletsjers worden beïnvloed door verandering in neerslag, temperatuur, hoeveelheid smeltwater en de hoeveelheid en samenstelling van de gesteentemassa. Deze veranderingen verlopen traag en veroorzaken geen acuut, plotseling gevaar. Maar als door extreme neerslaghoeveelheden op een helling de ontdooide massa versneld in beweging komt, ontstaat een gevaarlijke kettingreactie.

De afgelopen twintig jaar verschijnen er steeds meer artikelen in de krant over vernielde wegen en huizen die overstroomd werden met puin en modder. De ernstigste ramp tot nu toe was die van 23 augustus 2017, waarbij in het dorp Bondo in het zuiden van het kanton Graubünden zes doden vielen.

Drie jaar later, op 30 augustus 2020, viel er in het Zuid-Zwitserse kanton Ticino 294 millimeter regen in één etmaal. Dat is 294 liter water per vierkante meter! De enorme hoeveelheid regen liet rivieren en bergbeken aanzwellen tot woeste stromen en watervallen. Al gauw veranderden deze in verwoestende modderstromen die wegen en huizen ondergroeven.

Om die reden worden op verscheidene plekken beschermende muren aan de helling-opwaartse kant van dorpen gebouwd. Dat gebeurde voor het eerst in 2003 bij de toeristische plaats Pontresina in het Oberengadin in Oost-Zwitserland (zie ook Geografie, juli 2005). In 2006 stelde de gemeente een Gefahrenzoneplan op. Direct onderaan de helling van de berg en langs de rivier de Flaz werd een bouwverbod ingesteld, gevarenzone rood, en verderop gold gevarenzone blauw, met beperkingen voor de bouw. Ook worden op sommige plaatsen preventief leidingen aangelegd om overtollig smeltwater dat een modderstroom in beweging zou kunnen brengen, bijtijds af te voeren. Of deze maatregelen volstaan, is de vraag. Sinds 2006 is de opwarming van de permafrostzone alleen maar toegenomen. De metingen wijzen op een voortdurend groter verlies van het ijs in de ondergrond – geheel in lijn met de stijging van de wereldgemiddelde temperatuur. De Alpenlanden zullen in de nabije toekomst dan ook steeds vaker rekening moeten houden met meer en frequentere gevaren door de afsmelting van de permafrost.