An der Tiroler Nordwand der Zugspitze sind rund 13.800 Kubikmeter Fels abgebrochen. Der Hauptabbruch ereignete sich am 22. September um 6:57 Uhr auf etwa 2.800 Metern Höhe. Seismische Messgeräte registrierten davor und danach weitere kleinere Felsbewegungen. Über mehrere Stunden hing eine Staubwolke an der Bergflanke – in dem unzugänglichen Gelände war der Abbruch weithin zu sehen.

Die 2.962 Meter hohe Zugspitze steht damit im Blickpunkt der Münchner Forschung. Der Lehrstuhl für Hangbewegungen der Technischen Universität München (TUM) untersucht den Felssturz mit Seismik- und Drohnendaten. Nach einem weiteren Drohnenflug am Freitag ließ sich das Ausmaß genauer bestimmen: Die Abbruchfläche misst etwa 4.000 Quadratmeter, die Ausbruchsnische ist ungefähr 100 Meter hoch und 40 Meter breit. Die Felswand fällt dort rund 80 Grad steil ab.

Wärme im Berg, Eis in den Rissen

Die Abbruchstelle liegt am lokalen Randbereich des Permafrosts im Zugspitzmassiv. Gemeint ist dauerhaft gefrorener Fels, dessen Temperatur knapp unter null Grad Celsius liegt. Im nahe gelegenen Kammstollen, wenige hundert Meter entfernt und auf ähnlicher Höhe, wurde in rund 15 Metern Felstiefe gemessen, wie sich der Untergrund verändert: Seit 2007 stieg die Temperatur von etwa −1,2 auf −0,7 Grad Celsius. Der Fels erwärmte sich innerhalb von knapp zwei Jahrzehnten also um rund 0,5 Grad, bleibt aber weiterhin gefroren.

Laut TUM-Professor Michael Krautblatter erreicht die Sommerwärme mehrere Meter tiefe Gesteinsschichten erst mit Verzögerung. Auch an der Abbruchstelle fanden die Forscher Eis in den Abrissbereichen. Infrarotaufnahmen zeigen, dass die Nische sehr kühl ist; die Temperaturdaten werden noch detailliert ausgewertet.

In Felsspalten gefrierendes Wasser kann die Stabilität steiler Wände beeinflussen. Steigen die Temperaturen, schmilzt Eis teilweise, Wasser dringt tiefer in Klüfte und Risse ein und verändert die Kräfte im Gestein. Ob dadurch ein Felssturz ausgelöst oder lediglich begünstigt wird, hängt aber zusätzlich von der Gesteinsstruktur, vorhandenen Klüften, der Schichtausrichtung und der Wassermenge ab. Ein Zusammenhang zwischen wärmerem beziehungsweise tauendem Permafrost und dem Abbruch ist bislang nicht bewiesen.

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Messgeräte sollen die Nordwand im Blick behalten

Nach aktuellem Stand stufen die Forscher das Ereignis als Felssturz im Permafrostbereich ein. Die TUM wertet seismische Messungen, Drohnenbilder und ältere Geländedaten aus, um Ablauf und Ausmaß zu bestimmen. Weitere Untersuchungen sollen vor allem klären, wie weit die Sommerwärme in tiefere Gesteinsschichten gelangt und welche Rolle die Temperaturen im Berg gespielt haben.

Zeitnah soll ein Laserscanner eingerichtet werden. Er überwacht einen etwa vier Kilometer breiten Abschnitt der Zugspitz-Nordwand. Dazu kommen weitere seismische Messungen, Drohnenaufnahmen und Temperaturdaten. So wollen die Forschenden die Entwicklung des betroffenen Wandbereichs einschätzen und vor möglichen weiteren Felsstürzen warnen. Ein bisschen wie ein permanenter Blick auf eine Wand, die sich nicht an Bürozeiten hält.

Was ein Felssturz von einem Bergsturz unterscheidet

Die Begriffe sind nicht bloß sprachliche Feinheiten. Als Bergsturz gilt die Ablösung von mindestens 1 Mio. m³ Gestein, ein Felssturz umfasst weniger als 1 Mio. m³. Steinschlag bezeichnet den Abbruch einzelner Gesteinsmassen bis zu mehreren Kubikmetern. Mit rund 13.800 Kubikmetern handelt es sich an der Zugspitze somit um einen Felssturz.

Grosse Fels- und Bergstürze kündigen sich oft Tage oder Wochen vorher durch vermehrte Stein- und Blockschläge an. Vermischt sich Gestein mit Wasser, kann daraus ein Murgang oder eine Rüfe entstehen. Bei einer Rutschung gleitet ein wasserbeeinflusster Hang oder Hangteil ab; eine Hangmure ist wassergesättigter Boden, der an einem steilen Hang abfliesst. Solche Ereignisse treten meist spontan auf und können bis etwa 35 km/h erreichen. Gesteinsmassen können ausserdem Bäche und Flüsse aufstauen und später Wasserausbrüche oder Flutwellen auslösen.

Wie ernst solche Kettenreaktionen werden können, zeigte der Bergsturz von Bondo im Kanton Graubünden. Am 23. August 2017 stürzten am Piz Cengalo, 3369 m ü. M., rund 3–4 Mio. m³ Gestein ins Tal. Die Massen vermischten sich mit Schmelzwasser aus Gletschern und Wasser aus dem Untergrund; möglicherweise wurden auch Eismassen mobilisiert. Trotz trockener Witterung entstand ein Murgang, der durch das Bondascatal bis nach Bondo floss. Ein weiterer Murgang brachte am 25. August erneut grosse Mengen Gestein ins Tal. Bei starken Niederschlägen sind dort weitere Murgänge möglich.

Schon 2011 hatte es am Piz Cengalo einen Felssturz gegeben, 2012 erreichten Murgänge das Dorf Bondo. Das Gebiet wurde danach fachlich überwacht. Auftauender Permafrost in Höhenlagen über 2500 m ü. M. spielte beim Bergsturz eine Rolle; am Piz Cengalo ist Permafrost möglich.

Warnsysteme, Schutzbauten und schwierige Entscheidungen

Nach den früheren Ereignissen setzten die Behörden Präventionsmassnahmen um. Mit Bundesbeteiligung entstand ein Geschieberückhalteraum, der Campingplatz im gefährdeten Gebiet wurde aufgehoben. Ein Frühwarnsystem am Wildbach löste bei Gefahr automatisch Strassensperrungen und die Evakuierung des Dorfes aus. Der Rückhalteraum schützte den grössten Teil von Bondo; im Dorf selbst gab es keine Todesopfer. Acht Wanderer kamen trotz der Massnahmen ums Leben.

Wegen der weiterhin unsicheren Lage durften Einwohner zunächst nicht in ihre Häuser zurückkehren. Wanderwege erhielten Warntafeln, Besitzer von Maiensässen wurden schriftlich informiert. Solche Entscheidungen sind unangenehm, aber ein gesperrter Weg ist am Ende deutlich leichter zu verkraften als ein Weg, der zur Falle wird.

Rund 6–8 % der Schweizer Fläche gelten als instabil, einschliesslich Rutschgebieten. Die Problemzonen liegen vor allem im voralpinen und alpinen Raum, teilweise aber auch im Jura und im Mittelland. Die Kantone beurteilen die Risiken im Gelände. Schutzmassnahmen gegen Felsstürze und Rutschungen sind technisch schwierig und teuer. Gefahren sollen möglichst gemieden werden; wo das nicht möglich ist, kommen Schutzbauten und Überwachung zum Einsatz.

In der Schweiz gibt es rund zwölf Murgang-Warnanlagen. Einrichtung und Betrieb liegen bei den Kantonen. Die erste bekannte Anlage wurde zu Forschungszwecken im Illgraben bei Leuk (VS) gebaut, weitere befinden sich unter anderem im Bielzug bei St. Niklaus (VS) und im Spreitgraben (BE). Nötig sind eine geeignete Engstelle für Messgeräte und ausreichend Abstand zu Siedlungen, damit Zeit für eine Evakuierung bleibt. Deshalb lassen sich solche Anlagen nicht überall einrichten.

Permafrost als Teil einer grösseren Gefahrenlage

Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) unterstützt Pilotprojekte zur Entwicklung neuer Überwachungsmethoden. Erprobt werden grossflächige Messverfahren, Radar- und Laserscans sowie Satellitendaten. Ziel ist, Bewegungen frühzeitig zu erkennen und zu messen, um bei Bedarf warnen zu können. In einem Walliser Pilotprojekt werden terrestrische Messsysteme und Satellitendaten kombiniert.

Permafrost liegt allgemein meist oberhalb von 2500 m ü. M.; seine Verbreitung lässt sich mithilfe von Computer- und Höhenmodellen berechnen. Der Klimawandel kann dort neue Gefahren schaffen. Häufigere oder intensivere Starkregen und Gewitter können mehr Hochwasserereignisse auslösen, während dichter besiedelte Gebiete und teurere Infrastruktur den Schutzbedarf erhöhen. Prävention gilt als kostengünstiger als die spätere Behebung von Schäden.

Zur Begrenzung der Klimaerwärmung soll der Treibhausgasausstoss stark gesenkt werden; die Schweiz hat sich dazu im Pariser Klimaübereinkommen verpflichtet. Gemäss ihrer Anpassungsstrategie koordiniert der Bund Anpassungsmassnahmen und stellt Grundlagen sowie Wissen bereit.

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