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"Die Chemie stimmt nicht mehr"

Mit dem Klimawandel reichern sich in manchen hochalpinen Gewässern Schwermetalle sowie andere kritische Spurenelemente an. Noch sind mögliche Gefahren für das Trinkwasser aber überschaubar. Alpenvereinsjahrbuchautor Martin Roos hat sich als Detektiv auf Spurensuche in die Ostalpen begeben und erstaunliche Entdeckungen gemacht.

Gift im Permafrost? Eine Detektivgeschichte aus den Ostalpen

Sommer 2020. Über Nacht sind wir mit dem Zug ins Kurven- und Tunnel-Wunderland der Rhätischen Bahn gerollt. Haben uns auf der Nordseite des Albulatunnels gehörig akklimatisiert. Von der Tunnel-Südseite, im winzigen Weiler Spinas, starten wir, endlich, in die schroffe, steile Bergwelt um den Piz d’Err – namensgebenden Knotenpunkt der Err-Gruppe. Unter verhangenem Himmel geht es zur Jenatsch-Hütte. Regenschleier wehen über die steilen Nordwesthänge des Val Bever. Bedrohlich dräuende Bergstöcke, die Gipfel von grässlichem Grau gekappt.

 

Anderntags ist die Welt eine andere. Wir gehören zur ersten Corona-Frühstücks-Schicht, blinzeln durchs Hüttenfenster in eine grelle Sonne, die aus Richtung Julierpass die Szenerie erhellt: Nach Süden hin sehen wir ein Trogtal, ganz hinten schmutzige Gletscherreste. Die Hänge vorne an der Talöffnung gehören zum Piz Traunter Ovas. Sie sehen irgendwie krank aus: Ockergelbe Schattierungen ziehen sich entlang der Flanken, die großflächigen, schorfigen Wunden gleichen.

Bei der Geschirrrückgabe frage ich den Wirt, was am Traunter los ist. Daniel Sidler, der mit Partnerin Jill Lucas seit 2019 die Chamanna Jenatsch bewirtschaftet, meint hinter der Durchreiche, dass das mit dem Schwefel zu tun habe, der sich da wohl bilde. Die Wissenschaft sei schon dran.

 

Herbst 2020. Nur im geistigen Schatten der welterschütternden Coronavirus Desease (Covid) gelangen die „kranken“ Hänge am Traunter zurück in mein Bewusstsein. Viel zu spät sichte ich zu Hause die Urlaubsfotos; und mir kommen Zweifel am „Schwefel“, wie es auf der Hütte hieß. Einschlägige Sulfur-Farben kenne ich von kapverdischen Vulkanschloten und von jenem unaussprechlichen neuseeländischen Geothermalfeld namens Whakarewarewa. Schwefelgelb ist eine beißende Farbe. Die Westflanken des Piz Traunter Ovas sehen aber eher nach Eisen- oder Manganlegierungen aus.

Neben mir im Regal steht, unter Staubsedimenten, Richters „Allgemeine Geologie“. Der erste Seitenverweis unter dem Stichwort Eisen führt mich zu, Zitat, „Oxidationsverwitterung. Dabei verwittert zweiwertiges Eisen (…) zur dreiwertigen Stufe Fe3+ in Form von Roteisenstein, Limonit und Goethit.“ Farblich würde das passen, zu den Farben am Berg und zum vorherrschenden Granit im Albulagebiet, das vielerlei Erzminerale führt.

Ich recherchiere weiter und stoße auf einen „Earth-Science Review“ aus dem Jahr 2019. Thema sind Blockgletscher und Berg-Hydrologie, federführend verfasst von Darren Jones von der University of Exeter, Cornwall. Zu Beginn des erneuten, nahezu europaweiten Lockdowns schreibe ich dem Autor, verliere das Thema aber im Trubel um eigene Corona-Sorgen aus den Augen. Jones antwortet nicht.

 

Als ich Wochen später nachhake, entschuldigt sich der Umweltwissenschaftler. Wegen Covid passe er ganztägig auf seine Tochter auf und sichte Emails nur häppchenweise. Jones bekennt, sich wenig auszukennen mit Oxidationsprozessen. Er verweist mich an die Ökologie der Uni Innsbruck, an Boris Ilyashuck. Aber der antwortet nicht.

Diesmal bleibe ich gleich dran, zumal pandemiebedingt immer mehr Aufträge platzen. Aus Interviews zum Thema Kryobiologie (BERG 2020 S. 74–79) kenne ich eine Ökologin an der Uni Innsbruck. Sie heißt Birgit Sattler, antwortet umgehend und verweist mich an Roland Psenner, den emeritierten Direktor des Instituts. Normalerweise pendelt Psenner als Präsident einer Bozner Forschungseinrichtung ständig nach Südtirol. Aber soeben hat Österreich Ausgangssperren verhängt, sodass ich mit ihm umgehend ein Telefonat vereinbaren kann.

 

Bis dahin arbeite ich mich in die Forschungsarbeit von Jones und Kollegen ein. Zwei Aspekte prägen sich mir besonders ein: erstens, dass die Wasservorräte, die in Blockgletschern gebunden sind, in ihrer Bedeutung für alpine Trockengebiete bislang unterschätzt wurden; zweitens, dass im Zuge der Klimaerwärmung mehr saure Herauswaschungen von Schwermetallen aus dem Fels zu erwarten sind – wo immer Blockgletscher mit sulfidhaltigem Gestein vermengt sind.

 

Lebhafte Farben durch Oxidation

Telefonat mit Psenner: Der Alpenökologe sagt, offene Oxidationsflächen, wie ich sie ihm vom Piz Traunter beschreibe, bildeten sich jetzt in den Alpen ständig neu, weil es wegen instabiler Hänge generell mehr Rutschungen gebe. „Kommt frisches eisenhaltiges Material an die Oberfläche, entstehen durch Oxidation oft lebhafte Farben. Und bei Granit“, so Psenner weiter, „bildet sich dann Säure.“

Endlich vermag ich die Worte des Jenatsch Wirts Daniel Sidler richtig einzuordnen: Nicht um elementaren Schwefel geht es am Piz Traunter, sondern um Schwefelsäure. Mir fällt wieder ein, wie Sidler uns beim Auschecken darauf hinwies, als „Resultat der Schwefelaktion“ oben am Berg sehe man talseitig graue metallische Überzüge. Das fügt sich mit Aussagen Psenners zusammen: „Schwefelsäure löst Metalle aus dem Gestein, die das saure Wasser mit ins Tal trägt.“ Mischt sich solches mit normalem Bachwasser, sinkt der Säuregehalt – und die Metalle sind nicht länger löslich. Psenner nennt Aluminium als Beispiel.

 

Ich will von ihm wissen, ob die Säurebildung am Berg ein neues Phänomen ist. Nein, meint Psenner. Es habe offenbar etwas mit Klimaerwärmung zu tun. Am Beispiel eines Hochgebirgssees wiesen seine Mitarbeiter*innen nach, dass es schon vor rund 10.000 Jahren zu verstärkten Säure-Auswaschungen von Metallen kam. Damals herrschte eine Warmphase in der nördlichen Hemisphäre, das Atlantikum. Mit Eis vermörtelter Felsschutt sorgte für eine geochemisch höchst aktive Mixtur an tauenden Blockgletschern. „Das Tauen und Frieren im Wechsel bewirkt, dass Gestein sehr klein zerbröselt wird – das fördert die Oxidation“, sagt Psenner.

 

Zurück in den Bergsommer 2020. Von der Jenatsch-Hütte brechen wir nach dem Frühstück hurtig auf. Wir wollen einen der höchsten Gipfel im Westteil der Albula besteigen, die Tschima de Flix. Ihr westlicher Gipfelaufbau misst 3301 Meter Höhe und ist ohne Kletter- oder Eispassagen zu erreichen.

Unterhalb der Hütte, die auf 2653 Metern Höhe liegt, passieren wir ein Schild, das den Gletscherstand von 1893 anzeigt. Heute wirken die Gletscherreste, die hinten im Talgrund kleben, unendlich weit weg. Umso stärker braust die Ova d’Err bereits morgens unter der frisch restaurierten Brücke, die wir in Richtung Agnel-Gletscher queren. Dessen Überreste haben im weiten Trogtal, das nach einer guten halben Stunde erreicht ist, einen flachen See hinterlassen. Hier entspringt der Beverin, Namenspate des Tals, durch das wir tags zuvor aufgestiegen sind, und natürlich auch des Orts Bever. An einem kleinen Zufluss nordwestlich des ganz jungen Beverin stoßen wir auf Halbmetall: Die Steine im Rinnsal besitzen einen fahlen Aluminiumüberzug. Es muss das Phänomen sein, auf das uns der Hüttenwirt hinwies.

 

Bei der sommerlichen Wanderung durchs Engadin schwante mir noch nichts von Blockgletschern. Inspiriert durch die Publikation von Darren Jones mit den faszinierenden Satellitenaufnahmen zoome ich mich auf dem Desktop im Büro noch einmal virtuell an den Quellsee des Beverin. Ich sehe über Google Earth den Weg, den wir von der Jenatsch-Hütte hinaufkamen, sowie senkrecht zum Weg verschiedene Einkerbungen in der dunklen Oberfläche, die wohl kleinen Bächen gehören. Sie kommen aus einem mächtigen Schuttband, das sich auf gut 2800 Metern Höhe wie ein schwärzlicher Schal um den gelblich-rötlichen, steil aufragenden Kopf des Piz Picuogl legt. Hier könnte ein Blockgletscher liegen.

 

Nun frage ich mich: Werden die Blockgletscher in der Schweiz ebenso wie in Österreich systematisch untersucht? Im Magazin der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL-Magazin) stoße ich auf den Permafrost-Forscher Robert Kenner. Der verweist mich an Beat Frey, einen Mikrobiologen. Was haben Mikroben mit dem „Acid-Rock“-Phänomen zu tun? „Sehr viel“, meint Frey, als ich ihn im Zoom-Chat interviewe. „Im Innern von Blockgletschern gibt es zu wenig Sauerstoff, um die Sulfide zu Schwefelsäure zu oxidieren. Aber es gibt dort sogenannte Schwefel und Eisenbakterien, die diesen Prozess katalysieren und dabei Energie zum Leben gewinnen.“

 

Das Phänomen der „weißen Bäche“

Die WSL-Forscher*innen um Frey haben zusammen mit Kolleg*innen der Uni Bern ein Projekt beantragt, um den Gehalt an Spurenelementen unterhalb von Blockgletschern systematisch zu untersuchen. Womit wir wieder beim Sommer 2020 wären: Kurz vor unseren Bergferien veröffentlichte die Uni ein wunderbares Video (boris.unibe.ch/145170), das ich erst viel später, nach dem Gespräch mit Frey, zu Gesicht bekomme. Es klärt über die geochemischen Prozesse und das gesamte Phänomen der „weißen Bäche“ auf. Protagonisten sind Christoph Wanner und sein Zürcher Kollege Gerhard Furrer. Sie erklären, dass im Wasser gelöstes Aluminium als Hydroxysulfat ausflockt und sich weißgrau abscheidet, sobald sich der Säuregehalt eines Bachs durch Vermengung mit neutralerem oder basischem Wasser abmildert.

 

Das vom Berner Institut für Geologie beforschte Gewässer heißt Ova Lavirun und befindet sich in den Livigno-Alpen auf Schweizer Seite, unterhalb einer flachen Permafrost-Gipfelregion. Christoph Wanner erklärt mir per WhatsApp, saure Herauswaschungen seien typisch für den Rand von Permafrostregionen, wenn die wasserführenden Hänge flach sind. Denn nur so wirke das Wasser lang genug ein, um das Sulfid im Pyrit zu Schwefelsäure zu oxidieren.

 

Im Sommer 2020, im Trogtal des Agnel-Gletschers, stehen wir den ausladenden Hängen des Piz Traunter nun direkt gegenüber: diesen schorfigen Flächen, die ich gedanklich mit „Krankheit“ in Verbindung bringe; diesen offenen, seltsam aufgewühlten, mit losem ockerfarbenem Material bedeckten Oberflächen.

Christoph Wanner besuchte die Gegend um die Beverin-Quelle ebenfalls im Jahr 2020 und ist sicher, dass sich auf den Hängen des Piz Traunter Eisen-Hydroxyde und -Sulfate bilden: „Ich vermute eine sehr starke Verwitterung von Pyrit – und Pyrit hat es dort viel in den Hängen.“ Genaues werden die Proben zeigen, die er von dort genommen hat. Der an der Uni Bern tätige Forscher will jetzt an anderen Standorten Graubündens ein kontinuierliches Monitoring installieren, um über das Jahr die Frachten der ausgewaschenen Spurenelemente zu bestimmen und zu sehen, ob sich die Frachten im Zuge der Zeit verändern und, wenn ja, wie. Erste Ergebnisse erwartet er 2021. Metalle und andere Spurenelemente lösen sich durch Säure hoch oben am Berg, dann verdünnt sich die Säure und die Metalle scheiden sich oben am Berg wieder ab.

 

Dazu Wanner: „Grundsätzlich sehe ich das Problem als nicht besonders groß – angesichts der Abgelegenheit und großen Höhe der untersuchten Bäche. Gelangt das Wasser in dichter besiedelte Gebiete, verdünnen sich die Inhaltsstoffe. Isolierte Alpwirtschaften können allerdings durchaus betroffen sein.“ Wanner bezieht sich auf einen Bericht im „Vinschger“. Das Journal zitiert den Landesgeologen Volkmar Mair mit einer Aussage, wonach die Lazaunhütte im hinteren Schnalstal, also auf der Südseite der Ötztaler Alpen gelegen, wegen hoher Nickel- und Aluminiumkonzentrationen eine andere Wasserquelle bekommen musste. Betroffen sein dürfte aber auch das Schutzgebiet Lazauner Moose, das gemäß einem Bericht der Umweltschutzgruppe Vinschgau von den Flurbesitzern aus dem Lazaunbach künstlich bewässert wird, um dort Forellen und Saiblinge zu kultivieren.

 

Kurz nachdem wir das Engadin im Sommer 2020 mit dem Zug verließen, erschien im Fachmagazin „Aquatic Geochemistry“ eine Untersuchung zu Bergseen der Schweiz, vorgenommen von der ETH Zürich. Für den Leìt-See, unweit der gleichnamigen Hütte, konstatieren Sandra Steingruber und Kollegen, dass die Nickelkonzentrationen sich dem Trinkwasserlimit „annähern“. Deswegen, so schreibt das Forscherteam weiter, „sollten Werte im Wasser, wo immer es Grundlage von Trinkwasser ist, überwacht werden“.

Geo-Mikrobiologe Beat Frey meint, im alpenweiten „Long-Term Monitoring“ gebe es bislang keine auffälligen Befunde in den Wasser-Messstationen. Er ergänzt: „Allerdings sollte man noch einmal hinterfragen, ob die Messstandorte, wie sie jetzt existieren, ausreichend sind. Ich denke schon, dass man das Netzwerk um einige kritische Standorte erweitern könnte.“ Und wie sieht es in Österreich aus? Dort hat man ein schweres Forschungsgeschütz aufgefahren.

 

Damit könnte die kuriose Geschichte der Blockgletscher und der weißen Bäche zu Ende sein – wenn die Fakten nicht zwei weitere Fragen aufwürfen: Welche Organismen, eingeschlossen uns Menschen, bekommen solches Wasser vor dem Abscheiden von Spurenelementen womöglich in den Hals? Und lassen es die chemischen Verhältnisse in Gebirgsbächen nicht teilweise zu, dass giftige Elemente bisweilen sogar in tiefe, siedlungsnahe Höhenlagen gelangen?

 

Österreich setzt auf HeavyMetal

HeavyMetal heißt ein Projekt, in Auftrag gegeben von der Regierung, gefördert von Bundesländern und anderen Institutionen sowie federführend koordiniert von der Uni Graz. Der Abschlussbericht liegt bereits vor für „RG HeavyMetal“. RG steht aus Sicht des Umweltbundesamts für Ressourcen in Form von Gletschern. Das Erdwissenschaftliche Institut der Uni Graz, das die Untersuchung koordinierte, formuliert das RG-Akronym als Rock Glacier aus. Und ich bin erstaunt, dass der Abschlussbericht zwar vorliegt – Daten im Einzelnen aber nicht öffentlich sind.

 

Worum ging es? „Klimamodelle prognostizieren für die Alpen eine Erwärmung von etwa vier Grad Celsius bis 2100, was schlussendlich auch zu einem verstärkten Abschmelzen des Eises im Permafrost führen wird. In diesem Zusammenhang ist auch eine Veränderung des Wasserhaushaltes im hochalpinen Raum zu erwarten.“ Man stelle sich das Ausmaß vor, angesichts von nahezu sechstausend Blockgletschern allein in Österreich! Weitere Forschungsresultate stehen an. Von seiten des Instituts benennt Hydrogeologe Gerfried Winkler auf Anfrage das Nachfolgeprojekt „RG AlpCatch: Blockgletscher als Grundwasserspeicher in alpinen Einzugsgebieten (…)“. Denn in den Alpen hängt womöglich bald schon die Wasserversorgung von solchen stillen Reservoirs ab. AlpCatch startete im August 2020. „Erste Ergebnisse erhoffen wir für Herbst 2021“, so Winkler, der beim „Abflussverhalten“ von Blockgletschern unterscheidet: „Ein Blockgletscher hat neben seinem basalen Hauptspeicher mit hoher Speicherkapazität (aber geringer Durchlässigkeit) auch lokal bevorzugte Fließwege, entlang derer Wasser in kurzer Zeit (wenige Stunden bis Tage) zur Quelle gelangen kann. Sollte eine Verunreinigung, sei sie natürlich oder anthropogen, auf Blockgletschern vorliegen, kann sie über diese Fließwege schnell zur Quelle gelangen. Was vor allem dann relevant ist, wenn das gesamte System hydraulisch angeregt ist: zum Beispiel nach Niederschlägen oder während der Schneeschmelze."

 

Und die Moral all der sauren Geschichten? Sollen Wandernde in den Hochalpen zukünftig neben einer dicken Rolle Klopapier ein kleines Röllchen pH-Papier in die Deckeltasche des Rucksacks stecken? Wenn sich das dann oberhalb von 2600 Metern, dort wo sich inneralpin vielerorts auftauender Permafrost findet, rötlich verfärbt, hieße das: „Vorsicht, saures Wasser! Kann voller unsichtbarer Giftstoffe stecken!“

 

Es könnte auch nicht schaden, geologisches Grundwissen aufzufrischen: Wo weichen Kalk und Dolomit den magmatischen Tiefengesteinen Gneis und Granit? Wie war doch der Merkspruch? „Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess‘ ich nimmer.“ Das gibt die Zusammensetzung von Granit vereinfacht wieder. Aluminium ist immer mit von der chemischen Partie, dazu sehr häufig sehr viel Pyrit – sozusagen der chemische Keim der ARD-Schwefelsäure.

 

Panikmache ist unter Wandernden am Alpenhauptkamm nicht angesagt. Christoph Wanner sagt: „Wenn man so ein saures oder belastetes Wasser einmal trinkt, wird man nicht schwer krank.“ Man wird eher süchtig danach, sich mit solch spannender Bergchemie zu befassen. Zum Beispiel im sogenannten Err-Albula-Granit, beschrieben 1922 von Emil Ott, bewandert und bewundert während unserer Bergferien. Wir kommen wieder, spätestens 2022, wenn, hoffentlich, der Corona-Spuk passé ist.

 

 

 

Die Chemie stimmt nicht mehr - Jetzt im aktuellen Alpenvereinsjahrbuch

Der wissenschaftliche Hintergrund zu den Phänomenen in den Ostalpen und ob Wandernde in den Hochalpen zukünftig neben einer dicken Rolle Klopapier ein kleines Röllchen pH-Papier in die Deckeltasche des Rucksacks stecken sollten, ist im vollständigen Artikel des aktuellen Alpenvereinsjahrbuch "BERG 2022" zu finden, Autor: Martin Roos.

 

Das Gemeinschaftswerk des Deutschen, Österreichischen und Südtiroler Alpenvereins bietet einmal mehr eine Mischung aus alpinen Themen – aufbereitet in außergewöhnlichen Reportagen, interessanten Porträts und packenden Bildern. Das Alpenvereinsjahrbuch ist ab sofort im DAV-Shop sowie im Buchhandel erhältlich.

 

Einen ersten Einblick ins Buch gibt es hier.

 

 

 

Infos und Bestellung:

 

Alpenvereinsjahrbuch „BERG 2022“

Herausgeber: Deutscher Alpenverein (DAV), Österreichischer Alpenverein (ÖAV) und

Alpenverein Südtirol (AVS)

Redaktion: Axel Klemmer, Tyrolia-Verlag Innsbruck-Wien

256 Seiten, mit 336 Farb- und Schwarz-Weiß-Abbildungen, 21 x 26 cm, gebunden
ISBN 978-3-7022-3977-0

 

Preis: € 20,90
 

DAV-Mitglieder erhalten zum Jahrbuch kostenlos die historische Alpenvereinskarte „Zillertaler Alpen West“ von 1930 bei, mit Ergänzung der aktuellen Gletscherstände sowie weiteren Informationen zum Klimawandel in den Alpen: Zillertaler Alpen West, Nr. 35, im Maßstab 1:25.000.

 

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