Auch wenn der Frühling kommt und die Blumen blühen, kann es zu geologischen Katastrophen durch Frost und Tau kommen. Daher sollten Sie in zwei Bereichen besonders aufpassen!

Wenn Sie glauben, dass Erdrutsche nur während der Regenzeit passieren, liegen Sie falsch! Im Norden und Nordwesten meines Landes kommt es in der Zeit von März bis Mai, wenn der Frühling in voller Blüte steht, auch am häufigsten zu Erdrutschen!

Bei den meisten Erdrutschen in diesem Zeitraum handelte es sich um geologische Katastrophen, die durch Frost und Tauwetter verursacht wurden. Im Gegensatz zu geologischen Katastrophen, die durch Regenfälle und menschliche Eingriffe verursacht werden, gibt es für geologische Katastrophen, die durch Frost und Tauwetter ausgelöst werden, oft keine offensichtlichen Auslöser, sondern sie treten plötzlich mit der Erwärmung des Klimas auf. Sie sind sehr latent und plötzlich und treten häufig am frühen Morgen oder mitten in der Nacht auf. Die dadurch verursachten Schäden sind oft größer als bei gewöhnlichen Erdrutschen. So verursachte beispielsweise der Erdrutsch von Salershan im Autonomen Kreis Dongxiang in der Provinz Gansu am 7. März 1983 erhebliche wirtschaftliche Verluste und forderte zahlreiche Todesopfer.

Die jüngste große geologische Frost-Tau-Katastrophe ereignete sich im Kreis Zizhou, Stadt Yulin, Provinz Shaanxi. Am 10. März 2010 um 1:30 Uhr stürzten 90.000 Kubikmeter Löss aus Shigou im Dorf Shuanghuyu im Kreis Zizhou herab. Dabei wurden 44 Menschen begraben, 27 kamen ums Leben. Da diese Erdrutsche häufig auftreten, nachdem die Temperaturen im frühen Frühling mehrere Tage hintereinander gestiegen sind, spricht man von geologischen Frost-Tau-Katastrophen.

Außer in Qinghai, Gansu und Shaanxi kommt es auch in der mit Löss bedeckten Region des Lössplateaus der Provinz Shanxi in meinem Land häufig zu Frost-Tau-Katastrophen, die eine große Zahl von Opfern fordern. Beispielsweise forderte der Erdrutsch, der sich am 15. März 2019 in der Gemeinde Zaoling, Kreis Ning, Stadt Linfen, Provinz Shanxi ereignete, 20 Todesopfer und 13 Verletzte. Zwei Wohngebäude, ein Gebäude eines Gesundheitszentrums, ein kleines Badezentrum und Stützstrukturen stürzten ein, was zu einem direkten wirtschaftlichen Schaden von 7,1348 Millionen Yuan führte.

Geologische Katastrophen durch Frost und Tauwetter im Frühjahr in Shanxi seit 2005

(Das Diagramm basiert auf den folgenden beiden Dokumenten: Verteilungseigenschaften von Löss in Shanxi und Erdrutsch-(Einsturz-)Katastrophen; Forschung zur Strategie für den grünen Kohleabbau im Hedong-Kohlefeld basierend auf Ressourcen- und geologischen Umwelteigenschaften)

Anders als die physikalischen Schäden, die durch Frost und Tau in der flachen gefrorenen Schicht ganzjährig gefrorener Gebiete entstehen, werden geologische Frost-Tau-Ereignisse durch die Veränderung der physikalischen Form des Wassers in den Schichten ausgelöst, wodurch sich das Strömungsfeld des Grundwassers verändert. Der konkrete Vorgang besteht darin, dass durch Frost und Tauwetter eine Anreicherung und Verteilung des Grundwassers im Hangkörper erfolgt. Durch die Anreicherung kommt es zur Aufweichung des Lösshangbodens und durch die Dispersion kommt es zu einer schlagartigen Veränderung des statischen Wasserdrucks und des dynamischen Wasserdrucks des Lösses, was wiederum die Stabilität des Hangs beeinträchtigt.

Schematische Darstellung der Grundwasserveränderungen in Lösshängen unter Einwirkung von oberflächlich gefrorenem Boden

(Bildquelle: Zhang Maosheng, Li Tonglu. Forschung zu den Faktoren, die Lössrutsche verursachen, und ihrem Entstehungsmechanismus [J]. Journal of Engineering Geology. 2011, (4): 530-540.)

Es wird allgemein angenommen, dass die Mechanismen von durch Frost und Tauwetter verursachten Lössrutschungen in zwei Typen unterteilt werden: den Typ mit Gefrier- und Wasserstagnationeffekt und den Typ mit verringerter Tauintensität. Letzteres kommt häufiger vor und tritt oft jedes Jahr zwischen März und Mai auf, wenn der saisonal gefrorene Boden auftaut. Wenn im Frühling die Temperaturen rapide ansteigen, schmelzen Eis und Schnee, der Boden taut auf und die Häufigkeit geologischer Frost-Tau-Katastrophen erreicht ihren Höhepunkt.

Was die Auswirkungen von Katastrophen betrifft, so ist die Dicke des saisonal gefrorenen Bodens zwar nicht groß (im Allgemeinen etwa 1 bis 2,5 Meter), dennoch kommt es häufig zu zahlreichen großflächigen Erdrutschen mit verheerenden Folgen. Dies liegt daran, dass die mechanische Festigkeit des Lösses nach wiederholtem Gefrieren und Auftauen stark abnimmt, was leicht zu großflächigen Erdrutschen und damit zu größeren Katastrophen führen kann. Zu diesem Typ gehört beispielsweise der oben erwähnte Shigou-Erdrutsch im Kreis Zizhou, Shaanxi. Im frühen Frühling steigen die Temperaturen und das Schmelzen des saisonal gefrorenen Bodens führt dazu, dass die Lösshänge, die sich bereits in einem kritischen Zustand befanden, instabil werden und abrutschen, was zu Katastrophen führt. Der Erdrutsch „3.15“ in Xiangning, Shanxi, wurde vermutlich durch den Frost-Tau-Wechsel verursacht, der die schwache Strukturoberfläche in der ursprünglichen Geländeschicht reduzierte, wodurch der Hang unter der Einwirkung der Schwerkraft entlang der schwachen Strukturoberfläche abgeschert wurde.

Durch Beobachtungen des Grundwassers an Stellen, wo häufig Löss-Erdrutsche durch Frost und Tauwetter auftreten, wie zum Beispiel am Rande des Heifangtai in der Provinz Gansu in meinem Land, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die durch Frost und Tauwetter verursachte Rückhaltung und plötzliche Freisetzung von Grundwasser im Boden die direkte Ursache vieler Erdrutschkatastrophen sein kann. Leider ist die Erforschung der Mechanismen solcher Erdrutschkatastrophen noch unzureichend. Mit der Einführung der Strategie zum ökologischen Schutz und zur hochwertigen Entwicklung im Becken des Gelben Flusses freuen wir uns darauf, in Zukunft noch eingehendere Forschungen durchführen zu können, um das Rätsel der geologischen Gefrier-Tau-Katastrophen des Lösses zu lösen.

Wie bei allen geologischen Katastrophen erfordert die Verhinderung von Frost-Tau-Katastrophen zunächst eine vorherige Inspektion und Identifizierung gefährlicher Gebiete. Die Lösshänge im Norden von Shaanxi und die Steilhänge des Lössplateaus im Westen von Shanxi sind jedes Jahr von März bis Mai Hochrisikogebiete und Perioden mit hoher Häufigkeit von Frost-Tau-Katastrophen. Insbesondere neu errichtete Einwanderer-Umsiedlungsgebiete und konzentrierte Wohnansiedlungsgebiete in den Schluchtengebieten des Lössplateaus sollten wichtige Inspektionsgebiete sein. Zweitens müssen wir bei der Überwachung, Frühwarnung sowie Risikovermeidung und -übertragung gute Arbeit leisten. Der Erdrutsch im Fengyu-Tal, der sich am 2. Mai 2020 im Kreis Lin in der Provinz Shanxi ereignete, wurde durch die sofortige Evakuierung verursacht, nachdem bei einer Untersuchung Risse im Berg entdeckt worden waren. So konnten Opfer rechtzeitig vermieden werden.