GeoPanorama Was Baumringe verraten: Dendrochronologen auf neuen Pfaden Seite 10 Où trouver de la chevelure de glace? Les conseils d'un expert
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GeoPanorama 3/2014 Was Baumringe verraten: Dendrochronologen auf neuen Pfaden Seite 10 Où trouver de la chevelure de glace? Les conseils d’un expert Page 5
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Haareis − ein Experte
Inhalt weiss, wo man es findet
Contenu und wie es entsteht
Titelbilder | Images de couverture:
Gross: Ein in Sibirien gefällter und dort markierter Baumstamm ist in Grönland gestrandet. |
Klein: Haareis. (Bilder: Willy Tegel | Christian Mätzler)
Grande: Un tronc d’arbre abattu en Sibérie s’est échoué sur une plage du Groenland. |
Petit: Chevelure de glace. (Images: Willy Tegel | Christian Mätzler)
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Der lange Weg Christophe Kaempf :
des arktischen un géographe dans
Treibholzes la communication
Fokus | Focus
5 «La chevelure de glace est une sorte de pingo miniature»
10 Arktisches Treibholz − ein einzigartiges Umweltarchiv
15 Ein absolut datierbarer Schweizer Jahrringkalender bis ins Spätglazial?
19 GEothermie 2020 − mieux connaître le sous-sol genevois
22 Kraftwerke Linth-Limmern brechen schon bald zu neuen Ufern auf
25 swisstopo
27 CHGEOL
29 Blick in den Berufsalltag | Le métier au quotidien
mitteilungen | communications
32 Medienmitteilungen | Communiqués de presse
34 Veranstaltungen | Manifestations
36 Neuerscheinungen | Nouvelles publications
42 Ausstellungen | Expositions
EDiTOriAL
Liebe Leserinnen, liebe Leser Chère lectrices, cher lecteurs
Vor genau einem Jahr haben wir Ihnen ein D'après les échos que nous avons reçus, vous
beeindruckendes Haareisbild auf der Titel- furent nombreux à être fascinés par la photo
seite von GeoPanorama (damals noch Geo- de couverture du numéro 4/2013 de GeoPa-
sciences Actuel) präsentiert. Dieses ist auf norama (alors Geosciences Actuel) représen-
viel positives Echo gestossen. Einige haben tant une spectaculaire chevelure de glace,
dann vergebens Informationen zum noch mais tout aussi nombreux à être quelque
weitgehend unerforschten Phänomen im peu déçus qu'aucun article ne vienne ac-
Heft gesucht. Pünktlich zum Winterstart compagner cette image. Ceci est maintenant
dieses Jahres holen wir das nun nach: Ein chose faite! Pour célébrer la venue de l'hiver
Haareis-Experte verrät Ihnen viel Span- – comme il se doit gris, froid et humide au
nendes über das spektakuläre Phänomen, moment ou j'écris ces lignes – nous avons
das nur bei grauer, feuchter und kalter le plaisir de vous présenter dans le présent
Witterung zustande kommen kann. Bedin- numéro un aperçu de l'état actuel des
gungen, die sich draussen in dem Moment, connaissances sur la formation des cheve-
in dem ich das schreibe, präsentieren. Was lures de glace et quelques indices comment
es sonst noch braucht, um die Suche nach en trouver par soi-même.
Haareis erfolgreich gestalten zu können,
lesen Sie auf der nächsten Seite. Si les chevelures de glaces peuvent-être
considérées comme un poétique symbole de
Betrachtet man es von der poetischen Sei- l'éphémère, les géoscientifiques s'attachent
te, so stellt Haareis ein Symbol für die Ver- généralement à étudier des phénomènes
gänglichkeit dar. Es braucht sehr wenig, plus tangibles. En particulier les archives
um die zarten Gebilde zu zerstören. Die environnementales revêtent une impor-
meisten anderen geowissenschaftlichen tance toute particulière pour nos champs
Bereiche sind hingegen sehr beständig. So d'investigations divers et variés. De grand
auch diverse Umweltarchive, die für viele progrès ont été réalisés ces dernières années,
geowissenschaftliche Untersuchungen un- non seulement pour améliorer la résolution
entbehrlich sind. Verschiedenen Forsche- temporelle, mais également la pertinence
rinnen und Forschern sind in diesem Be- régionale de différents types d'archives.
reich in den letzten Jahren grosse Fort- Dans le présent numéro nous vous présen-
schritte gelungen: Die zeitliche und räum- tons deux études ayant trait à la dendrochro-
liche Auflösung ist immer besser geworden nologie et nous nous joignons aux félicita-
− im vorliegenden Heft ist das besonders tions du jury de CHGEOL à Stefanie Wirth
eindrücklich am Beispiel der Dendrochro- pour son travail sur les archives sédimen-
nologie beschrieben. Auch der diesjährige taires lacustres.
CHGEOL-Award zeichnet eine Forscherin,
die mit Umweltarchiven gearbeitet hat, Je vous souhaite bonne lecture et d'excel-
aus: Stefanie Wirth hat Seesedimente un- lentes fêtes de fin d'année.
tersucht und ist dabei auf erstaunliche Re- Pierre Dèzes
sultate gestossen.
Ich wünsche Ihnen eine interessante Lek-
türe und frohe Festtage.
Pierre Dèzes
4 GeoPanorama 1 | 2014
Fokus | Focus
«Haareis ist eine Art « La chevelure de glace
Pingo im Kleinst- est une sorte de pingo
format» miniature»
Haareis entwächst porösem Holz an feuch- Les chevelures est un phénomène large-
ten, kalten und windstillen Tagen − meist ment méconnu est analysé par une poig-
gut versteckt. Das Phänomen ist noch wenig née de chercheurs au titre de hobby. L’un
bekannt und wird nur von einer Handvoll d’entre eux, Christian Mätzler, nous expose
Hobbyforscher analysiert: Christian Mätzler les connaissances actuelles et ce
ist einer von ihnen. Im Interview schildert er qu’il aimerait encore bien
das, was man bisher weiss. Und was er gerne savoir à ce sujet.
wissen möchte.
Mit christian Mätzler
sprach Bianca Guggenheim
Haareis ist ein beeindruckend schönes La chevelure de
Phänomen. Leider ist es mir noch nie glace est un
begegnet. Weshalb? phénomène mag-
Das erstaunt mich nicht. Auch der Förster nifique. Mais je n’en
meines Wohnorts ist seit 40 Jahren im ai encore jamais vu.
Wald unterwegs und noch nie Haareis Pouvez-vous me dire pourquoi ?
begegnet. Ich persönlich habe vor zehn Cela ne m’étonne pas. Même le forestier
Jahren erstmals Haareis gesehen − meine de ma région n’a rencontré aucune
Frau hat es damals entdeckt und mich chevelure de glace en quarante ans passés
darauf aufmerksam gemacht. Ist ein Tag dans les bois. Pour ma part, la première
grau, kalt und feucht, so sind die meteo- fois que j’en ai contemplé une remonte à
rologischen Bedingungen für die Ent- dix ans. C’est mon épouse qui l’avait
stehung von Haareis gegeben. Das sind découverte et me l’avait montrée. Lorsque
dann halt meist Tage, an denen die we- l’atmosphère est grise, froide et humide,
nigsten freiwillig in den Wald gehen. les conditions météorologiques sont
réunies pour que des cheveux de glace
Ausser der Förster – der muss. Und wie apparaissent. Mais on n’a guère envie de
sie sagen, hat auch er noch nie Haareis se promener en forêt ces jours-là.
gesehen.
Es braucht mehrere Voraussetzungen Sauf le forestier, qui s’y rend pour son
kumulativ: Die Temperaturen müssen travail. Et même lui n’a encore jamais
zwischen null und minus fünf Grad liegen. observé de chevelure de glace.
Nasse, abgestorbene Äste sind für die Plusieurs conditions doivent être emplies
Entstehung von Haareis unentbehrlich. simultanément. Les cheveux de glace
Der Wind darf nicht oder nur sehr croissent à une température de zéro à
schwach wehen. Bläst die Bise, so trocknet moins cinq degrés et toujours sur des
diese das Holz, und die feinen Eishaare branches mortes mouillées. Ils ne tolèrent
sublimieren rasch. Günstig ist auch ein qu’un vent nul ou très faible: en cas de
schneearmer Winter. Schnee kann Haareis bise, le bois sèche et les filaments de glace
GeoPanorama 1 | 2014 5
Fokus | Focus
verdecken. Inzwischen ist man sich dazu se subliment rapidement. Mieux vaut un
sicher, dass die Bildung von Haareis mit hiver peu enneigé, pour éviter que la neige
dem Wachstum eines Pilzes zusammen- ne recouvre les cheveux de glace. On sait
hängt. aussi maintenant que leur genèse est liée à
la présence d’un champignon.
Was heisst das genau?
Haareis wächst nur auf Holz, in welchem Qu’entendez-vous exactement par là ?
sich ein bestimmter Pilz befindet. Tötet Les cheveux de glace se développent
man den Pilz ab − beispielsweise mit uniquement sur du bois contenant un
kochendem Wasser − so bildet sich kein champignon bien précis. Lorsqu’on le tue,
Haareis mehr. Auch wenn alle übrigen par exemple avec de l’eau bouillante, plus
Wachstumsbedingungen weiter gegeben aucun filament de glace ne se forme même
sind. Wir vermuten deshalb, dass der Pilz si toutes les autres conditions restent
dem Wasser einen bestimmten Stoff abgibt, satisfaites. Nous présumons que ce champi-
der die Formung von Eishaaren ermöglicht. gnon transmet à l’eau une substance qui
Was das ist, bleibt weiterhin offen. favorise cette apparition si particulière.
Mais nous ne l’avons pas encore identifiée.
Sollte es nicht relativ einfach sein,
das zu erforschen? Ne peut-on pas l’étudier assez
Bei Wasseranalysen konnte einzig Lignin facilement ?
nachgewiesen werden. Da kochendes Les analyses d’eau n’ont rien révélé d’autre
Wasser Lignin aber nicht sofort zerstört, que de la lignine. Mais comme l’eau
liegen wir möglicherweise auf der falschen bouillante ne la détruit pas immédiate-
Fährte. Ich vermute, dass ein bestimmter ment, nous suivons peut-être une fausse
Eiweissstoff als Rekristallisationsinhibitor piste. Je suppose qu’une certaine protéine,
wirksam ist und die Formung von Eis- présente en quantité indétectable, inhibe
haaren ermöglicht. Die Menge dieses la recristallisation de l’eau et entraîne la
Stoffes ist allerdings so gering, dass sie formation de cheveux de glace. Le bois qui
nicht nachweisbar ist. Holz, das Haareis en produit contient toujours de l’exidiopsis
produziert, weist immer Exidiopsis effusa effusa, qui revêt l’aspect d’une croûte
vor. Übersetzt ist das eine rosa getönte rosâtre. Commençant à croître à la fin de
Wachskruste. Diese beginnt im Spätherbst l’automne, elle est visible à l’œil nu après
zu wachsen − ein paar Wochen später ist quelques semaines. Ce champignon se
die rosafarbene Kruste von blossem Auge propage dans les rayons ligneux dont
sichtbar. Dieser Pilz verbreitet sich in den émanent les cheveux de glace. Bien
Holzstrahlen, aus denen das Haareis qu’Alfred Wegener ait déjà décrit ce
wächst. Obwohl Haareis bereits im Jahre phénomène en 1918, sa compréhension
1918 von Alfred Wegener beschrieben requiert de nouvelles recherches. Ceux qui
wurde, ist das Phänomen auf weitere Re- étudient actuellement cette manifestation
sultate aus der Forschung angewiesen. le font essentiellement pour leur plaisir.
Momentan beschäftigen sich vor allem C’est mon cas. Mais, chercheur à la
6 GeoPanorama 1 | 2014
Winterlich eingekleidet: Haareis kann innert weniger Stunden erstaunliche Formen annehmen. |
Livrée hivernale : une chevelure de glace peut prendre des formes étonnantes en quelques heures. (photo: Christian Mätzler)
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Fokus | Focus
Hobbyforscher wie ich damit. Ich bin retraite, je n’ai malheureusement pas accès
pensionierter Forscher. Die für solche à l’infrastructure nécessaire pour réaliser
Untersuchungen benötigte Infrastruktur des investigations approfondies.
steht mir leider nicht zur Verfügung.
Je n’arrive pas encore bien à m’imaginer
Noch kann ich mir nicht ganz vorstellen, comment naît cette magnifique
wie das Erscheinungsbild dieser eisigen chevelure…
Haarpracht zustande kommt... Les branches mortes poreuses doivent
In porösen, abgestorbenen Ästen muss sich renfermer suffisamment d’eau libre. Cette
genügend freies Wasser befinden. Durch porosité diminue considérablement la
die Porosität ist die Oberflächenspannung tension superficielle, ce qui abaisse le
des Wassers stark herunter gesetzt. Dies point de congélation de l’eau. Il est
setzt auch den Schmelzpunkt herunter. Je d’autant plus bas que les pores du bois
feiner die Poren im Holz, desto tiefer ist er. sont fins. L’eau en surfusion qui atteint la
Wenn nun unterkühltes Wasser an die surface dans ces conditions peut se
Holzoberfläche gelangt, kann es dort solidifier en formant un germe de glace
gefrieren, während es im Inneren sans que toute l’eau contenue dans le bois
weiterhin flüssig bleibt. Nun erzeugt das ne gèle. Le germe «optimise» l’interface,
Wasser einen Eiskern. Es gefriert aber nicht car un mince film d’eau se constitue entre
alles Wasser. Der Eiskern optimiert den lui et le bois. L’eau encore présente dans la
Kontakt zum Holz: Es bildet sich ein masse est en quelque sorte aspirée suite à
dünner Wasserfilm zwischen Eiskern und l’augmentation de la tension superficielle
Holz. Wenn im Holz noch Wasser ainsi induite. Ce processus, nommé
verfügbar ist, steigt die Spannung, das ségrégation de la glace, se poursuit jusqu’à
Wasser wird «angesogen». Dieser Prozess ce que toute l’eau comprise dans le bois
heisst Eissegregation und geht weiter, bis soit consommée ou congelée. C’est ainsi
kein Wasser mehr verfügbar ist oder bis que se forment les pingos, collines de glace
das Wasser bereits im Holz gefriert. In der observables dans les régions arctiques.
Arktis bauen sich auf diese Weise die
sogenannten Pingos (Hügel aus Eis) auf. Ce phénomène a réellement l’aspect
d’une chevelure − à quoi est-ce dû ?
Aber Haareis heisst nicht nur so, C’est une bonne question. La ségrégation
sondern es sieht auch aus wie Haar – wie pourrait générer simplement des cristaux
kommt es dazu? ou des rubans de glace. Nous ne sommes
Das ist eine gute Frage. Es könnte durch malheureusement pas encore en mesure
diese Eissegregation ja auch einfach ein de résoudre définitivement cette énigme.
Schneekristall oder Bandeis entstehen. Mais nous avons appris plusieurs choses
Leider haben wir noch keine endgültige intéressantes: les filaments de glace
Antwort auf diese Frage. Wir wissen und ressemblent aux rayons formés par les
sehen inzwischen aber einiges: Die Haare pores du bois. Eux aussi n’ont que
ähneln den Markstrahlen der Holzporen. quelques centièmes de millimètre
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Auch diese sind nur ein paar Hundertstel d’épaisseur. On remarque en outre que les
Millimeter dick. Auffallend ist dazu, dass cheveux de glace croissent toujours dans la
Haareis immer in die Richtung wächst, direction donnée par les rayons ligneux.
welche die Markstrahlen vorgeben.
A l’issue de cet entretien, puis-je espérer
Kann ich nach diesem Interview davon voir des chevelures de glace cet hiver ?
ausgehen, noch in diesem Winter Les conditions favorables à leur formation
Haareis zu finden? sont réunies jusqu’à cinquante jours par
An bis zu 50 Tagen pro Jahr sind die an, mais souvent pendant quelques heures
Bedingungen für die Entstehung von seulement, habituellement en début de
Haareis gegeben. Oft aber nur für wenige matinée. Lorsqu’un orage éclate en hiver et
Stunden − häufig frühmorgens. Zieht im qu’il gèle pendant la nuit suivante, de
Winter ein Gewitter auf und in der Nacht nombreux arbres morts sont garnis de
darauf gefriert es, so findet man am chevelures de glace au matin. Ce
nächsten Morgen auf vielen toten Bäumen phénomène n’est pas très fréquent, mais
Haareis. Dies ist zwar nicht sehr häufig der son déroulement est bien visible.
Fall, der Ablauf ist aber sehr anschaulich.
Les cheveux de glace poussent donc en
Haareis wächst innerhalb weniger quelques heures ?
Stunden? Oui. On peut presque les voir grandir,
Ja, man kann Haareis beinahe beim puisqu’une croissance d’un centimètre par
Wachsen zusehen, pro Stunde ist ein heure n’a rien d’exceptionnel. Mais les
Zentimeter Wachstum nicht ausserge- filaments se subliment rapidement s’il y a
wöhnlich. Wird es windig, so sublimieren du vent.
die feinen Haare rasch.
Alors je fouillerai surtout des
Dann mache ich mich am besten in einer dépressions humides...
feuchten Mulde auf die Suche... Oui. Les cheveux de glace se développent
Ja. Haareis wächst in Bodennähe in près du sol, sur du bois dur, dans des
schattigen Mulden auf Hartholz. Machen dépressions ombragées. Explorez une forêt
Sie sich an einem graufeuchten de hêtres lors d’un matin de janvier gris et
Januarmorgen in einem flachen humide. Un conseil: recherchez des
Buchenwald auf die Suche. Einen Tipp «morceaux de papier froissé» − avec un peu
kann ich noch mit auf den Weg geben: de chance, ce seront des cheveux de glace
Halten Sie gut Ausschau nach en y regardant de plus près.
«Papierfötzelis» − im Idealfall handelt es
sich bei näherer Betrachtung um Haareis.
Christian Mätzler
Pensionierter Titularprofessor
christian.matzler@iap.unibe.ch
GeoPanorama 1 | 2014 9
Fokus | Focus
Arktisches Treibholz −
ein einzigartiges Umweltarchiv
An den waldfreien Küsten der grossen arktischen Inseln liegen unzählige Stämme.
Dieses Holz hat einen weiten Weg hinter sich: Es stammt aus den borealen Wäldern
Nordamerikas und Russlands. Dendrochronologen können den Stämmen interessante
Informationen über vergangene Klimaverhältnisse, die Eisausdehnung sowie ozeanische
Strömungsbedingungen entnehmen.
Lena Hellmann, Willy Tegel, Ulf Büntgen
Baumstämme aus den borealen Wäldern wonnen und diese zur Analyse in die Heimat
Eurasiens und Nordamerikas können über verschifft. Anschliessend wurden die 2500
die grossen Flüsse in den Arktischen Ozean Proben aus Grönland, Island, Spitzbergen
transportiert werden. Irgendwann landen und von den Färöer Inseln im Labor genauer
sie an einer Küste der grossen nordatlan- untersucht. Dabei wurde rasch klar: Prägende
tischen und arktischen Inseln − wo genau Baumart ist die Waldkiefer (Pinus sylvestris).
bestimmen hauptsächlich die Meeresströ- Diese Tatsache schränkt die mögliche Her-
mungen. Diese Reise dauert oft mehrere kunft bereits auf Eurasien ein, da Waldkie-
Jahre, die Stämme legen viele Tausend Kilo- fern in Nordamerika nicht vorkommen.
meter zurück.
Kennt man die Breite mehrerer aufeinander
Da in der Arktis nicht viele Bäume wachsen, folgender Jahrringe, so kann man diese Se-
haben die Einheimischen das Treibholz be- rie in bereits bestehende so genannte
reits früh für Feuer und Bauwerke benutzt. Referenzchronologien einpassen und damit
In Nordwestisland wachsen überhaupt kei- den Herkunftsort bestimmen (siehe Einfüh-
ne Bäume − dennoch findet man dort ein rung auf Seite 13). Nachdem die Verant-
Sägewerk. Dieses arbeitet nur mit Treib- wortlichen die 969 Kiefernproben mit Refe-
holz. Das Holz ist nicht nur eine wichtige renzchronologien aus den borealen Wald-
Lebensgrundlage für Siedler, sondern gebieten Russlands verglichen hatten, wur-
gleichzeitig auch ein einzigartiges Umwelt- de klar, dass die untersuchten Bäume aus
archiv an der Schnittstelle zwischen Land den grossen Flusseinzugsgebieten Russ-
und Meer. Forscherinnen und Forscher der lands stammen müssen. Der Herkunftsort
Eidgenössischen Forschungs anstalt für konnte sogar konkreter benannt werden:
Wald, Schnee und Landschaft WSL möchten Die betrachteten Proben stammen aus den
wissen, woher das arktische Treibholz ur- Einzugsgebieten der Flüsse Dvina, Pechora,
sprünglich kommt und wie alt es ist. Die Jenissei und Lena (von West nach Ost). Die
Verantwortlichen gehen diese und weitere grosse Mehrheit (91 Prozent) aller datierten
offenen Fragen mit dendrochronologischen Kiefern stammt aus dem Flusseinzugsgebiet
und holzanatomischen Methoden an. des zentralsibirischen Flusses Yenisei.
Kiefern dominieren das Treibholz Holzfällarbeiten am Angara
Ein Expeditionsteam der WSL hat in der Ark- Bereits bei der Feldarbeit in der Arktis wur-
tis mit einer Stihl-Kettensäge Holzproben ge- den die Treibholzstämme klassiert: War ein
10 GeoPanorama 1 | 2014Treibholz-Stämme an der Küste von Island: Die Forscherinnen und Forscher sind hauptsächlich auf Waldkiefern aus den gros-
sen russischen Einzugsgebieten gestossen. (Bild: Lena Hellmann)
Wurzelstock vorhanden, so kam die Katego- Boreale Referenzen zur Datierung
rie «natürlich» zum Einsatz. Fehlte dieser, so Räumlich dichte, zeitlich lange und serien-
ging man davon aus, dass der Baum einst mässig gut belegte Referenzchronologien
gefällt wurde (Kategorie «gefällt»). Dabei aus der borealen Zone sind notwendig, um
wurde klar: Mehr als die Hälfte der be- Treibholz erfolgreich datieren und dessen
probten Bäume wurden einst gefällt und Herkunft bestimmen zu können. Um diese
sind nicht älter als 400 Jahre. Intensive Holz- Referenzchronologien zu erhalten, sind die
fällerarbeiten in den kieferndominierten Forscherinnen und Forscher noch immer
Wäldern an den Ufern des Angaras (grösster dabei, Daten aus der frei zugänglichen Da-
Yenisei-Zufluss) erklären Zusammenset- tenbank ITRDB (Link am Ende des Artikels)
zung, Alter und Herkunft der gefundenen mit teilweise unveröffentlichten Daten rus-
Treibhölzer: Die Mehrheit der Stämme wur- sischer und amerikanischer Kollegen zu
de zwischen 1920 und 1975 gefällt. In die- kombinieren.
sem Zeitraum wurde einerseits viel Holz ge-
schlagen, andererseits war die Transport- Bisher haben die Verantwortlichen nur die
technik verlustreich − die Stämme gingen Kiefern der eigenen Treibholz-Sammlung
beim Flössen der sibirischen Holzindustrie untersucht. Der Fokus lag klar bei diesen,
verloren. Zu Beginn kamen über 50 Prozent da es sich um die häufigste und räumlich
der Stämme nicht am Ziel an. Bis in die Mitte am besten eingrenzbare Baumart handelt.
der 70er Jahre konnten die Einbussen durch Arktisches Treibholz wurde bereits in frü-
eine verbesserte Flösstechniken auf weniger heren Untersuchungen datiert: Kiefern und
als ein Prozent reduziert werden. Sturm- Fichten konnten anhand von russischen
fluten während des Frühling fordern aber und nordamerikanischen Referenzdaten
noch immer relativ grosse Verluste. klar einem Zeitraum zugeordnet werden.
GeoPanorama 1 | 2014 11Fokus | Focus
Lärchen fehlten bisher gänzlich. Dies liegt mitiert. Ausreichend Wasser ist vorhanden,
einerseits daran, dass Lärchen oftmals keine die Temperatur während der kurzen Vege-
oder auskeilende Jahrringe ausbilden, ande- tationsperiode im Sommer ist daher
rerseits sind die Referenzdaten räumlich ausschlaggebend für gutes oder schlechtes
und zeitlich schlecht belegt. Dieses Problem Wachstum (breite respektive schmale Jahr-
wird in einem zusätzlichen Projekt ange- ringe). Somit dienen die gemessenen Jahr-
gangen: Eine Expedition führte die Forsche- ringbreiten als «Proxy» für vergangene Som-
rinnen und Forscher in die lärchendomi- mertemperaturen. «Proxy»-Daten ermögli-
nierten russischen Wälder entlang des ostsi- chen die Rekonstruktion weit zurücklie-
birischen Flusses Lena. Dabei wurde leben- gender Klima bedingungen (siehe Einfüh-
des und abgestorbenes Holz sowie Treibholz rung auf der gegenüberliegenden Seite).
und subfossiles Holz beprobt. Das subfossile Nur anhand dieser können zukünftige Kli-
Holz stammt aus Deltas und ist teilweise mamodelle erstellt werden. Gerade für die
mehrere Tausend Jahre alt. Diese Proben- Arktis existieren nur wenige «Proxy»-Daten
vielfalt erhöht die Wahrscheinlichkeit für von eher schlechter Qualität − obwohl der
lange und gut belegte Datenreihen. Die an Klimawandel gerade diese Region sehr stark
einem ersten Standort aus lebendem und betrifft. Eine Verbesserung der Datengrund-
totem Holz gewonnenen Messresultate de- lage wird deshalb angestrebt.
cken mit knapp 150 Proben bereits einen
Zeitraum von mehr als 700 Jahren ab und Lena Hellmann
bestätigen die Erwartungen der WSL-Mitar- Eidg. Forschungsanstalt für
beitenden. Mit der Analyse weiterer Wald, Schnee und Landschaft WSL
Baumarten können unterschiedliche Her- lena.hellmann@wsl.ch
kunftsgebiete von Treibholz sowie zeitlich
weit streuende Proben angegangen werden. International Tree Ring Data Bank (ITRDB):
Anhand dieser wird es zukünftig vermut- www.goo.gl/eUAWQX
lich möglich sein, langfristige Wechsel in
der Dominanz der zwei grossen Ozeanströ-
mungen des Nordpolarmeeres (Beaufort-
Wirbel und Transpolar-Strom) sowie
Schwankungen der Meereisausdehnung zu
rekonstruieren.
Mit Jahrringdaten in die Zukunft blicken
Die in den lärchendominierten russischen
Wäldern gewonnen Daten helfen bei der
Datierung der Treibholzproben und liefern
gleichzeitig Aufschluss über längst ver-
gangene Klimaverhältnisse. Das Wachstum
der nordostsibirischen Lärchen an der nörd-
lichen Verbreitungsgrenze ist temperaturli-
12 GeoPanorama 1 | 2014Dendrochronologie − eine Einführung
Ausserhalb der Tropen wird der jährliche Stammzuwachs von Pflanzen als Jahrring bezeich-
net. Breite und Holzdichte der Jahrringe variieren je nach Alter und Wachstumsbedingungen.
Die Dendrochronologie (griech.: Dendron = Baum, Chronos = Zeit, Logos = Kunde) unter-
sucht Jahrringmuster, um Aussagen über zurückliegende Ereignisse wie z.B. Steinschlag,
Feuer oder Lawinen, sowie über vergangene Klimaverhältnisse zu erlangen.
Für dendrochronologische Untersuchungen werden mehrere Proben eines Standortes und einer
Holzart benötigt. Anschliessend können die Jahrringparameter (Breite, Dichte, chemische Bestandteile,
Anatomie) gemessen werden. Dabei gilt: Je mehr Proben, desto besser. Viele Einzelmessungen kön-
nen zu einer so genannten Chronologie vereinigt werden. Die Mittelung von Einzelserien zu einer
Chronologie minimiert Fehler, die durch spezielle Wuchsverhältnisse einzelner Bäume entstehen.
Chronologien lebender Bäume können durch die Beprobung von toten Bäumen am gleichen Standort,
durch Proben aus verbautem und subfossilem (totem, über Jahrhunderte in Sediment oder Wasser
konserviertem, aber nicht versteinertem) Holz in die Vergangenheit verlängert werden (siehe
Abbildung auf der nächsten Seite). Da es unter gewissen Umständen vorkommen kann, dass Bäume
in einem Jahr keinen oder nur einen unvollständigen Jahrring ausbilden, müssen die Messungen eines
Standortes «crossdatiert» werden. Dabei vergleicht man Wachstumskurven von verschiedenen
Bäumen, um in einzelnen Proben fehlende oder auskeilende (nur teilweise vorhandene) Ringe ausfin-
dig machen zu können. Anhand von Jahrringmustern und Referenzchronologien können historische
Gebäude, Gemälde, archäologische Funde sowie Tothölzer wie beispielsweise subfossiles Holz (siehe
Artikel ab Seite 15) oder eben Treibholz jahrgenau datiert werden. Dendrochronologische Datierungen
können zusammen mit archäologischen Funden wichtige historische Informationen liefern. Die läng-
sten existierenden Jahrringchronologien sind die süddeutsche Eichenchronologie, die knapp 10 000
Jahre abdeckt, und die amerikanische Bristelcone Kiefern Chronologie, die bis ca. 6 000 vor Christus
zurück reicht. Da die 14C-Konzentration in einem Jahrring die Konzentration in der Atmosphäre wider-
spiegelt, haben diese Daten die erste Kalibrierkurve für 14C-Datierungen geliefert. Diese 14C-Daten
können bei der Datierung sehr alter Hölzer, für die es keine Referenzchronologien gibt, behilflich sein.
So konnte beispielsweise «Ötzi» zeitlich eingeordnet werden.
Gerade in der heutigen, durch heftige Debatten über die Art und Erscheinung des Klimawandels
geprägten Zeit ist es extrem wichtig, vergangene Klimaverhältnisse zu verstehen. Klimamodelle benö-
tigen Informationen aus der Vergangenheit, um Berechnungen für die Zukunft machen zu können.
Diese Daten stammen in der jüngeren Vergangenheit meist von Wetterstationen. Um noch weiter
zurück blicken zu können, benötigt man indirekte Klimazeugen, so genannte «Proxy Archives», wel-
che Rekonstruktionen früherer Klimaänderungen ermöglichen. Um diese erstellen zu können, benö-
tigt man zum Beispiel Eisbohrkerne, Stalagmiten, Sedimente oder Jahrringe von Bäumen. «Proxy-
Daten» müssen in der Regel an instrumentellen Messungen kalibriert werden. Ein grosser Vorteil der
Jahrringmessung ist ihre genaue jährliche Auflösung.
GeoPanorama 1 | 2014 13Je nach Standort der beprobten Bäume können die Temperatur- oder Niederschlagsbedingungen
während der Vegetationsperiode rekonstruiert werden. An der nördlichen und oberen Waldgrenze ist
das Wachstum der Bäume durch die Temperatur limitiert: Wenn die Sommertemperaturen hoch sind,
bilden die Bäume breite Jahrringe aus (und umgekehrt). In tieferen Lagen und südlicheren Breiten ist
das Wachstum der Bäume primär durch den Niederschlag limitiert. Schwankungen in der Jahrringbreite
aber auch in der Holzdichte und in Bezug auf die chemischen Eigenschaften (Isotope) können deshalb
vergangene Klimaverhältnisse widerspiegeln. Umwelt- und Klimabedingungen können immer dann
mit Hilfe von Jahrringen rekonstruiert werden, wenn Bäume innerhalb eines Standortes das gleiche
Wuchsmuster aufweisen, ihr Wachstum durch Temperatur oder Niederschlag limitiert ist und sich die
Klima- beziehungsweise Wachstumsbeziehungen linear verhalten. Wenn man verschiedene
Probestandorte innerhalb einer Region miteinander vergleicht, kann man die geografische Grenze für
ein bestimmtes (Klima-)Signal ausfindig machen. Neben dem Klima können anhand von Jahrringen
auch andere Umweltereignisse wie zum Beispiel Feuer, Murgänge oder Steinschlagereignisse rekon-
struiert werden.
Jahrringe: Grundlagen und Anwendungen der Dendrochronologie (Quelle: Fritz Schweingruber)
14 GeoPanorama 1 | 2014Fokus | Focus
Ein absolut datierbarer Schweizer Jahrringkalender
bis ins Spätglazial? Einem Traum einen Schritt näher
Noch sind verschiedene Forscherinnen und Forscher der Eidgenössischen Forschungsanstalt
für Wald, Schnee und Landschaft WSL auf der Suche nach einem absolut datierbaren
Schweizer Jahrringkalender, der bis ins Spätglazial reicht. Die neusten Auswertungen
der 2013 auf einer Zürcher Baustelle entdeckten, im Lehm konservierten Föhren lassen
Hoffnung aufkommen, weiter als bisher in die Vergangenheit blicken zu können.
Daniel Nievergelt, Lena Hellmann, Ulf Büntgen
Analysen von Umweltarchiven wie Eisbohr- Holzspuren. Dank intensiver Unterstüt-
kernen, Seesedimenten oder Tropfsteinen zung der vor Ort tätigen Baufirma wurden
ermöglichen einen Einblick in längst ver- in den folgenden Monaten 257 subfossile
gangene klimatische Verhältnisse. Meist las- Strünke geborgen, an die WSL gebracht
sen diese Untersuchungen aber keine abso- und dort archiviert. So entstand die inzwi-
lut datierbaren Resultate zu. Mitarbeitende schen weltweit grösste Sammlung spätgla-
der Eidgenössischen Forschungsanstalt für zialer Föhren.
Wald, Schnee und Landschaft WSL sind
insbesondere deshalb auf der Suche nach Im Schlamm begraben
ergänzenden Resultaten aus der Dendrokli- Um zu klären, wie es zum Absterben dieser
matologie und -ökologie: Sie hoffen, an- subfossilen Bäume gekommen ist, haben Mit-
hand sorgfältiger Analysen verschiedenster arbeitende der WSL-Bodenkunde verschie-
subfossiler Hölzer neue Erkenntnisse zu dene Schichten der Lehmprofile beprobt und
den Umwelt- und Klimabedingungen des deren jeweilige Dichte und Korngrössenver-
Spätglazials zu erhalten. teilung bestimmt. Abrupte Änderungen des
Tongehalts und der Dichte lassen vermuten,
Im Lehm konserviert dass die Bäume wiederkehrenden Überschüt-
In Baustellen ist man immer wieder auf tungen ausgesetzt waren. Das zudeckende
aussergewöhnliche, ansonsten eher aus Material stammt vom nahen Uetliberg. Das
der Archäologie bekannte Funde gestos- lässt sich anhand der Textur ohne Zweifel
sen. Diese eröffnen ab und zu Fenster in bestimmen. Das Fremdsubstrat könnte als
die Vergangenheit. Im Frühjahr 2013 sind Hangrutschung eingetragen worden sein,
Forscherinnen und Forscher der WSL auf was allerdings zu quergestellten Wurzel
einer Baustelle im Zürcher Binzquartier strünken und Stämmen hätte führen müs-
auf einen Holzabfallberg gestossen. Einige sen. Da die subfossilen Bäume jedoch auf-
der sich darin befindlichen Föhren waren recht in der Lehmschicht eingebettet worden
von auffallend viel Lehm umgeben. Die sind, ist es wahrscheinlicher, dass verschie-
Hoffnung nach weiteren konservierten dene Schlammlawinen das Terrain überflu-
und möglicherweise unberührten Holz- tet und den Boden so «versiegelt» haben. Die
funden im Lehm liess die Verantwortlichen Wurzelstrünke sind unter Sauerstoffab-
einen Blick in die Baustellengrube werfen. schluss am ursprünglichen Wuchsort stehen
Und tatsächlich: Im grauen Üetliberg- geblieben. Die oberirdische Biomasse hat
Lehm stiessen sie auf weitere Hölzer und sich währenddessen zersetzt.
GeoPanorama 1 | 2014 15Fokus | Focus
Kaltzeiten, Klima und Zeitzeugen
Während der letzten Kaltzeit (bis etwa 11 570 Jahre vor heute) waren grosse Teile Europas ver
gletschert. Nach dem Rückzug des Eises wanderten verschiedene Tier- und Pflanzenarten erst nach
und nach wieder ein. Die meisten Organismen, die vor dem Auftreten der grossen Eismassen gelebt
hatten, sind nicht erhalten geblieben. Ein paar wenige wurden luftdicht unter der Erde eingeschlos-
sen. Diese konservierten Zeugen liefern heute wertvolle Informationen über die klimatischen und
ökologischen Verhältnisse zu jener Zeit.
Das Spätglazial folgte direkt auf die letzte grosse Vergletscherung. Es ist zeitlich zwischen etwa
14 650 und 11 570 Jahren vor heute anzusiedeln und klimatisch von abrupten Wechseln geprägt: In
den vier Hauptphasen Bölling, Ältere Dryas, Alleröd und Jüngere Dryas herrschten jeweils unter-
schiedliche klimatische Verhältnisse. Basierend auf stabilen Sauerstoff-Isotopenverhältnissen aus
grönländischem Eis lassen sich diese vier Phasen klimatisch gut unterscheiden: Das Bölling zwischen
etwa 14 650 und 14 000 Jahren vor heute markiert den Beginn des Spätglazials mit erstmals seit der
letzten grossen Vergletscherung erhöhten Temperaturen. Danach folgte mit der Älteren Dryas eine
kurze Abkühlung bis etwa 13 900 Jahre vor heute. Das Alleröd (etwa 13 900 bis 12 850 vor heute)
ist der zweite nacheiszeitliche Abschnitt mit erhöhten Temperaturen, auf welches der abrupte
Temperatureinbruch der Jüngeren Dryas folgte.
Erste Funde der Jahrringforscher Methode bestimmten Zeitperioden zwi-
Professor Felix Kaiser hat bereits in den schen Präboreal und Alleröd zugeordnet (ca.
1970er Jahren zahlreiche Föhrenstrünke in 11 000 bis 14 000 Jahre vor heute). Der Bau
einer Lehmgrube in Dättnau (Winterthur) des Üetliberg-Tunnels Ende der 1990er Jahre
entdeckt. Die Analyse mit Hilfe der 14C-Da- brachte weitere 112 spätglaziale Föhrens-
tierung hat ergeben, dass die Proben sehr alt trünke zum Vorschein. Nun konnten die
sind und aus dem Bölling (siehe obenste- Forscherinnen und Forscher eine gut belegte
henden Kasten) stammen müssen. Dieser Schweizer Jahrringchronologie vom Über-
Sensationsfund beinhaltete die wohl ersten gang der letzten Eiszeit bis ins Holozän auf-
Bäume, welche nach der letzten Eiszeit in bauen. Die Proben konnten jedoch bis heute
der Schweiz gewachsen sind, bis heute in nicht jahrgenau und damit nicht absolut
einer Lehmschicht konserviert und schlus- datiert werden. Dies kann bisher nur die
sendlich noch von einem Jahrringforscher süddeutsche Eichenchronologie: Sie besteht
gefunden und analysiert wurden. aus Tausenden von Hölzern und reicht von
heute lückenlos und absolut datiert zurück
In den darauf folgenden Jahren brachten bis zirka 10 500 Jahre vor heute.
kleinere Baustellen in Zürich und Umge-
bung immer wieder einzelne subfossile Föh- Die ersten Binz-Resultate
renstrünke aus den sogenannten Hanglehm- Die Baumscheiben aus dem Binz-Fund wurden
schichten ans Tageslicht. Diese wurden an als erstes so präpariert, dass man die Jahrringe
der WSL in Birmensdorf gesammelt, dendro- unter dem Mikroskop erkennen konnte. An-
chronologisch untersucht und mit der 14C- schliessend wurden die Jahrring breiten an
16 GeoPanorama 1 | 2014Im Lehm versiegelt: Auf einer zürcher Baustelle ist man auf Föhren aus dem Spätglazial gestossen. (Bilder: Daniel Nievergelt)
GeoPanorama 1 | 2014 17Fokus | Focus
Die in Zürich ausgegrabenen Stämme machen es vielleicht möglich, eine Lücke zu schliessen. (Grafik: Daniel Nievergelt)
mindestens zwei Radien pro Scheibe gemes- gewertet werden kann. Gut möglich, dass
sen. Diese beiden Radien wurden gemittelt, so die in der Binz gefundenen Bäume auch bei
dass pro Scheibe res pektive Baum eine der Belegung und Datierung anderer Funde
Jahrringsequenz zur weiteren Analyse bereit behilflich sein können − die relativ grosse
stand. Leicht zu bestimmen war das Alter der Probenzahl macht es vermutlich möglich.
Bäume: Der älteste wurde 550 Jahre alt. Als In einem Reinluftlabor werden momentan
nächstes wurden diverse Jahrringsequenzen zusätzlich aDNA-Proben dieser 13 000 Jahre
von verschiedenen Bäumen miteinander verg- alten Föhren untersucht. Dies ermöglicht
lichen und auf Übereinstimmungen über- die Verfolgung der nacheiszeitlichen Ein-
prüft. Diese «Crossdatierung» (siehe Kasten auf wanderungsgeschichte. Der grösste Wunsch
Seite 13) lässt vermuten, dass die Bäume in der der Verantwortlichen ist aber noch uner-
gleichen klimatischen Zeitperiode gewachsen füllt: Die WSL-Mitarbeitenden hoffen, auf
sind. Die crossdatierten Serien wurden an- Binz-Föhren zu stossen, welche die Lücke
schliessend zu «schwimmenden», also zu- zwischen dem Ende der absolut datierten
nächst undatierten, Chronologien zusammen- Jahrringchronolgie (Europäische Kiefern-
gefasst. So kristallisierten sich mit der Zeit chronologie) und den Schweizerischen
Gruppen von Wachstumsmustern heraus. Spätglazialföhren (Schweizer spätglaziale
Kiefernchronolgie) von Felix Kaiser schlies-
Diese ersten dendrochronologischen Aus- sen können (siehe oben stehende Grafik).
wertungen zeigen, dass sich das Wachs- Damit hätte man einen absolut datierten
tumsmuster der Bäume am ehesten mit Jahrringkalender, der bis ins Bölling zurück
Föhren von Extremstandorten der oberen reicht. Diese Suche nach einem solchen
Waldgrenze oder aus dem hohen Norden Umweltkalender ist noch nicht abgeschlos-
vergleichen lässt. Anhand weiterer 14C-Da- sen: Viele Wissenschaftler aus den unter-
tierungen liess sich klar sagen, dass die ver- schiedlichsten Disziplinen träumen davon,
schiedenen Baumgruppen aus dem Binz- ihre Resultate endlich absolut datieren zu
Fund einem Zeitbereich von etwa 11 250 bis können.
14 500 Jahre vor heute zuzuordnen sind.
Dieses erste Zwischenresultat deutet darauf Daniel Nievergelt
hin, dass anhand der Binz-Hölzer ein Zeit- Eidg. Forschungsanstalt für
bereich von Beginn des Präboreals bis zum Wald, Schnee und Landschaft WSL
Ende des Böllings abgedeckt und weiter aus- daniel.nievergelt@wsl.ch
18 GeoPanorama 1 | 2014Fokus | Focus
GEothermie 2020 − mieux connaître le
sous-sol genevois pour en valoriser les ressources
Le développement de la géothermie constitue une priorité de la politique énergétique du
canton de Genève. Les conditions géologiques du bassin genevois présentent en effet des
potentiels très prometteurs. Afin de valoriser cette formidable ressource, il est cependant
indispensable d’acquérir une meilleure connaissance du sous-sol cantonal. Tel est l’enjeu cen-
tral du programme GEothermie 2020, qui a été présenté conjointement par l’Etat de Genève
et les Services Industriels de Genève (SIG).
michel Meyer, Nathalie andenmatten
La géologie du bassin genevois est a priori confirmer, pourrait également être significa-
très favorable à la géothermie, que ce soit à tive. Les responsables politiques du Canton
faible, moyenne ou à grande profondeur. On de Genève ont rappelé que le développement
estime ainsi que ce sont jusqu’à deux tiers de la géothermie constituerait de ce fait un
des besoins en chaleur du canton qui pour- outil essentiel pour s’affranchir des énergies
raient être couverts par cette technologie. La fossiles et atteindre les objectifs fixés par la
part de production électrique, qui reste à Conception générale de l’énergie du canton.
Qu’est-ce-que la géothermie ?
Au fur et à mesure que l’on s’enfonce dans la croûte terrestre la température augmente, c’est ce que
l’on appelle le gradient géothermique. Celui-ci est en moyenne de 30° à 35°C par kilomètre, ce qui
signifie que la roche peut atteindre une température de plus de 100°C à 3000 mètres de profondeur.
Plus de 99 pour cent du volume terrestre présente une température de plus de 1000°C, ce qui constitue
un immense potentiel énergétique. La géothermie, c’est l’exploitation de cette chaleur naturelle pour
une utilisation directe (chauffage de bâtiments, de serres agricoles ou eau chaude sanitaire) ou pour
produire de l’électricité. La géothermie c'est toute une palette d'utilisations possibles qui peuvent être
classées en quatre catégories en fonction des profondeurs et des techniques utilisées :
− La géothermie de faible profondeur (moins de 400 mètres) est maîtrisée et très répandue en Suisse,
notamment pour le chauffage de villas au moyen de sondes géothermiques et de pompes à chaleur.
− La géothermie hydrothermale de moyenne profondeur (de 400 à 3 000 mètres environ) est exploitée
commercialement dans de nombreux pays en puisant de l’eau chaude naturellement présente dans les
couches géologiques. Plus de quarante installations fournissent par exemple du chauffage et de l’eau
chaude à près de 200 000 ménages de la région de Paris, depuis plus de 30 ans.
− La géothermie hydrothermale de grande profondeur (qui capte l’eau chaude naturelle des couches
à plus de 3 000 mètres) permet de produire de la chaleur et de l’électricité grâce à de hautes tempéra-
tures. Des installations de ce type fonctionnent déjà dans le monde, notamment en Bavière.
− La géothermie pétrothermale qui vise à créer un échangeur de chaleur artificiel pour y réchauffer de
l’eau à grande profondeur, n’est pas encore à la même maturité technique que les systèmes hydrother-
maux, mais présente un important potentiel de production de chaleur et d’électricité. De récents pro-
grès ont permis la réalisation de plusieurs projets, par exemple en Alsace.
GeoPanorama 1 | 2014 19Fokus | Focus
Une palette d'utilisations : les quatres catégories en fonction des profondeurs et des techniques utilisées.
(Illustration : Etat de Genève / SIG)
Garantir les chances de succès failles présumées. Aucun forage ne sera ef-
Le principal frein au développement de la fectué durant cette phase.
géothermie est constitué par une mécon-
naissance du sous-sol, et non par des aspects Sur cette base, des cibles potentiellement
techniques. C’est pourquoi, afin de maximi- intéressantes seront identifiées dès fin
ser les chances de succès des projets à venir 2015 et feront l’objet, jusqu’en 2017, de
et notamment diminuer le risque d’implan- campagnes géophysiques détaillées com-
ter un forage dans un lieu peu ou pas adé- plémentaires afin de préparer des avant-
quat, il est indispensable d’affiner les projets de forages d’exploration qui pour-
connaissances géologiques. Pour ce faire, le raient démarrer fin 2017. A terme, en
programme GEothermie 2020 a été lancé 2020, il est espéré que certains des forages
par le Canton de Genève et se déroulera en d’exploration aient pu être convertis en
plusieurs phases successives et complémen- installations d’exploitation et que toutes
taires. les informations requises soient à disposi-
tion pour développer de nouveaux pro-
La prospection préliminaire a débuté en jets.
2014 par la valorisation des très nombreuses
données géologiques existantes, sous la Pilotage et mise en œuvre
forme d’un modèle géologique tridimen- Si le pilotage du programme GEothermie
sionnel, ainsi que par une analyse détaillée 2020 appartient à l’Etat, la mise en œuvre de
des réservoirs hydrothermaux éventuels. Ce la prospection a été confiée aux SIG (Services
travail est effectué par le Département des industriels de Genève). Cette répartition des
Sciences de la Terre de l’Université de Ge- tâches a fait l’objet d’une convention signée
nève qui possède les compétences spéciali- en février 2014 par les deux parties. La direc-
sées requises. Par ailleurs, durant cette pre- tion des SIG a annoncé que l’entreprise fi-
mière étape quelques contrôles seront effec- nancera la prospection des ressources du
tués par géophysique pour clarifier la posi- sous-sol genevois à concurrence de 20 mil-
tion de certaines couches géologiques et de lions de francs.
20 GeoPanorama 1 | 2014Vers une nouvelle loi dination transfrontalière, stratégie énergé-
Parallèlement à ce programme, un impor- tique territoriale, gestion des données) anti-
tant travail de révision de l’actuelle loi can- ciperont quant à eux les défis à venir. Ce
tonale sur les mines a été engagé. Cette révi- travail simultané permettra d’exploiter de
sion vise à mieux réglementer l’utilisation façon maîtrisée une ressource locale, propre,
des diverses ressources (géothermie, hydro- renouvelable et disponible en continu, tout
carbures, minerais, etc.) et à définir un en garantissant la protection de l’environne-
cadre institutionnel qui soit favorable à un ment et de la population. Il s’agit d’une op-
développement maîtrisé de la géothermie. portunité qu’il est primordial de concrétiser.
L'entrée en vigueur de cette nouvelle loi sur
les ressources du sous-sol est prévue en www.geothermie2020.ch
2017.
Michel Meyer
Une démarche intégrée Service Industriels de Genève (SIG)
Le programme GEothermie 2020 viendra michel.meyer@sig-ge.ch
préciser les potentiels de notre sous-sol.
L’adaptation du cadre législatif et, de ma- Nathalie Andenmatten
nière générale, le développement d’un cadre DETA-Etat de Genève
institutionnel adapté (communication, coor- nathalie.andenmatten@etat.ge.ch
Les différents phases du projet : l'exploitation devrait commencer en 2020. (Illustration : Etat de Genève / SIG)
GeoPanorama 1 | 2014 21Fokus | Focus
Kraftwerke Linth-Limmern brechen
schon bald zu neuen Ufern auf
Eine fast vier Kilometer lange Standseilbahn bewältigt über 200 Tonnen schwere Transporte
in die Kavernenzentrale des neuen Pumpspeicherwerks «Linthal 2015». In Letzterem laufen
die Fäden des neuen Kraftwerks, das schon bald den Betrieb aufnehmen soll, zusammen.
Gut geplante geologische Abklärungen liessen Probleme gar nicht erst aufkommen.
Peter Guntli
Ein Pumpspeicherkraftwerk ist eine beson- Die bestehenden Anlagen der Kraftwerke
dere Form eines Speicherkraftwerkes, es Linth-Limmern KLL sind für das Ausbaupro-
dient der Speicherung von elektrischer En- jekt «Linthal 2015» sehr geeignet, denn es
ergie durch Hinaufpumpen von Wasser. müssen deshalb keine zusätzlichen Wasser-
Dieses Wasser lässt man später wieder berg- läufe gefasst werden. Einige Neuerungen
ab fliessen und erzeugt dabei mittels Turbi- sind dennoch nötig: Um den Muttsee wurde
nen und Generatoren wieder elektrischen eine neue Schwergewichtsmauer gebaut,
Strom. Das neue Pumpspeicherwerk «Lin- die eine Erhöhung des Speichervolumens
thal 2015» wird bis 2015 unterirdisch in von neun Millionen auf 25 Millionen Kubik-
eine Felskaverne installiert. meter ermöglicht. Die natürliche Seehöhe
Von Linth-Limmern zu «Linthal 2015»
Die Kraftwerke Linth-Limmern (KLL) wurden bereits zwischen 1957 und 1968 erbaut. Die Kraftwerke
Linth-Limmern AG mit Sitz in Linthal ist ein Partnerunternehmen des Kantons Glarus und der Axpo.
2009 erfolgte eine erste Anlagenerweiterung mit der Inbetriebnahme des Pumpspeicherwerks Tierfehd.
Die verschiedenen Kraftwerkstufen nutzen die Wasserzuflüsse eines rund 140 Quadratkilometer gros-
sen Einzugsgebiets im Quellgebiet der Linth. Die durchschnittliche Stromproduktion aus natürlichen
Zuflüssen beträgt 460 GWh pro Jahr.
Eines der bedeutendsten Ausbauprojekte der Axpo ist «Linthal 2015». Ein neues, unterirdisch ange-
legtes Pumpspeicherwerk soll Wasser aus dem Limmernsee in den 630 Meter höher gelegenen Mutt
see zurückpumpen. Dieses kann bei Bedarf erneut zur Stromproduktion verwendet werden. Das neue
Werk soll eine Pumpleistung und eine Turbinenleistung von je 1000 Megawatt (MW) aufweisen. Damit
erhöht sich die Leistung der Kraftwerke Linth-Limmern (KLL) von heute rund 480 MW auf 1480 MW.
Das entspricht leistungsmässig dem Kernkraftwerk Leibstadt oder dem Wasserkraftwerk Cleuson
Dixence und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Stromversorgungssicherheit in der Schweiz.
Nach einer gut fünfjährigen Bauzeit rechnet man mit einer Betriebsaufnahme im Jahr 2015 oder 2016.
Bis zu 500 Personen werden dann auf den verschiedenen Bauplätzen tätig sein. Die Investitionskosten
für dieses Projekt betragen rund 2,1 Milliarden Franken. Das Vorhaben bedingte eine vorzeitige
Neukonzessionierung der KLL.
22 GeoPanorama 1 | 2014Die Steuerung liegt 600 Meter weit im Innern des Berges: In der Kavernenzentrale laufen die Fäden für «Linthal 2015»
zusammen. (Bild: Axpo)
wird von 2446 auf eine Stauhöhe von 2474 Unterwasserstollen die Zentrale mit dem
Meter über Meer erhöht. Dazu wird das be- Limmernsee verbinden. Der Zugang zur Ka-
stehende Ausgleichsbecken Tierfehd durch verne wird von Tierfehd aus über einen
ein weiteres Becken nördlich des Betriebsge- neuen «Zugangsstollen 1» sicher gestellt, in
bäudes ergänzt. Die Speicherkapazität kann welchem sich eine Standseilbahn befindet.
so um 350 000 auf ungefähr 560 000 Kubik- Mit einer Länge von fast vier Kilometern
meter Wasser erhöht werden. Auch für die und einem Durchmesser von acht Metern
Zu- und Ableitung des Stroms muss ein neu- ist dies der grösste Tunnel im Projekt «Lin-
er Anschluss an das schweizerische Höchst- thal 2015». Er führt von Tierfehd (813 m
spannungsnetz erstellt werden. Heute be- ü.M.) zuerst 300 Meter lang horizontal in
steht eine 220-kV-Freileitung von Tierfehd den Berg und steigt danach konstant mit 24
in die Grynau bei Uznach. Für «Linthal Prozent Steigung bis zur Kavernenzentrale
2015» wurde parallel zur heutigen Leitung auf 1700 Meter über Meer. Dabei überwin-
eine neue 380-kV-Freileitung von Tierfehd det die Bahn eine Höhendifferenz von rund
bis in den Raum Schwanden/Sool erstellt. 900 Metern. Diese Standseilbahn ist enorm
Hier wird sie an die bestehende 380-kV-Lei- wichtig: Dank ihr können schwerste Trans-
tung angeschlossen. formatoren und Anlageteile in die Kaver-
nenzentrale befördert werden.
Das Herz des Projektes
Am Fusse der heutigen Staumauer des Lim- Die Kavernenzentrale mit ihren unterir-
mernsees, auf etwa 1700 Meter über Meer, dischen Hohlräumen ist gesamthaft grösser
entsteht etwa 600 Meter im Innern des als die Zürcher Bahnhofshalle. Der Bau er-
Bergs eine neue Kavernenzentrale für vier forderte günstige und stabile Felsverhält-
Maschinengruppen. Zwei parallel geführte nisse, damit mit wirtschaftlich vertretbarem
Druckleitungen werden den Muttsee mit Aufwand überhaupt gebaut werden konn-
der Zentrale und zwei rund 500 Meter lange te. Die Verantwortlichen haben die Felsver-
GeoPanorama 1 | 2014 23Vous pouvez aussi lire
