Der Temperaturanstieg in der Atmosphäre führt zum Verschwinden der Gletscher - ein Umstand, der nicht neu ist. Der Rückgang der Eisflächen im Hochgebirge ist nunmehr mit bloßem Auge sichtbar, ebenso wie in fotografischen Vergleichen über mehrere Jahrzehnte hinweg. Aber nicht nur die klassische weiße Eisfläche verschwindet, sondern auch der Permafrost, also der dauerhaft gefrorene Boden, wird von diesem Prozess in Mitleidenschaft gezogen. In den Alpen ist die häufigste Form des Permafrosts der so genannte Blockgletscher, also dicke Schuttschichten - ähnlich wie Geröll -, die jedoch Eis enthalten. Dieses verborgene Eis ist sehr wichtig, denn wie die sichtbaren und spektakulären Gletscher beeinflusst es Menge wie Qualität des Wassers in den Quellen, Bächen und Flüssen, die durch unsere Täler fließen.

Im Euregio-Projekt ROCK-ME wird das Fachwissen der drei Partner unibz (Francesco Comiti, Lorenzo Brusetti und Stefano Brighenti), der Stiftung Mach (Monica Tolotti und Maria Cristina Bruno), der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (Andrea Fischer) und weiterer Partner in beiden Ländern gebündelt, um die Auswirkungen dieser Schmelze zu analysieren. Ziel ist es, die chemische Zusammensetzung und die ökologische Dynamik des Wassers zu bestimmen, das aus der Schmelze des hochalpinen Permafrostes resultiert, der in Südtirol in großen Höhen (über 2.400 m) reichlich vorhanden ist.

Probleme im Zusammenhang mit Schmelzwasser von Blockgletschern

In Blockgletscherquellen werden - noch mehr als in Gletscherquellen - zahlreiche chemische Substanzen gelöst, darunter auch Schwermetalle, die oft in hoher Konzentration vorkommen. Obwohl der Ursprung dieser Stoffe noch nicht bekannt ist, stellt die Verunreinigung des Wassers ein potenzielles Umweltproblem dar. „Schwermetalle wie Nickel, Zink und sogar Uran sind je nach Art des Gesteins in unterschiedlichen Mengen im Wasser enthalten und können die Grenzwerte für Trinkwasser um das bis zu Sechsfache überschreiten", erklärt Prof. Francesco Comiti, der an der Fakultät für Naturwissenschaften und Technik Wasser- und Sedimentmanagement lehrt. „Mit unseren Messungen wollen wir herausfinden, woher diese Elemente kommen, um die Folgen für die Ökosysteme der Flüsse zu beobachten", sagt Stefano Brighenti, wissenschaftlicher Mitarbeiter der unibz. „Wir werden analysieren, ob und wie sich Schwermetalle in den trophischen Netzwerken hoch gelegener Flüsse anreichern", erklärt Monica Tolotti, Forscherin für Hydrobiologie an der Stiftung Mach. „Die im Schmelzwasser von Blockgletschern vorhandenen Mikroben haben sich aufgrund DNA-basierter Resistenzmechanismen langsam an die hohe Schwermetallkonzentrationen angepasst", ergänzt Forscher und Dozent Lorenzo Brusetti.

Mit Hilfe der Isotopenanalyse soll die Herkunft der Schwermetalle bestimmt werden, um zu klären, ob sie standortabhängig sind oder ob sie über Jahrzehnte hinweg durch die Luftverschmutzung abgelagert wurden. Auf Grundlage der gewonnenen Ergebnisse soll die Wasserbewirtschaftung von Hochgebirgsstauseen, insbesondere für die Bewässerung oder die Trinkwassernutzung, unter Einbezug des Klimawandels planbar gemacht werden. Darüber hinaus wird ROCK-ME auch Informationen über die Resistenz von Mikroben gegenüber Schwermetallen liefern, die sogar viele Antibiotika unwirksam machen können. Dies ist vor allem für die öffentliche Gesundheit von großem Interesse. „Die gebündelten Ergebnisse werden durch verschiedene Verbreitungs- und Hochschulinitiativen öffentlich vorgestellt", schließt Maria Cristina Bruno, Forscherin an der Edmund-Mach-Stiftung.

Die Aufgaben der beteiligten Akteure

Das an dem Projekt beteiligte Team der Österreichischen Akademie der Wissenschaften besteht aus Glaziologen und Geologen. Sie werden mit der Aufgabe betraut, die Gesteine zu analysieren und gletscherhydrologische Vorhersagemodelle zu entwickeln. Die Stiftung Mach in San Michele wird die ökologischen Auswirkungen solch hoher Metallkonzentrationen auf Wasserorganismen untersuchen, indem sie wirbellose Tiere und Bakterien identifiziert, die auf dem Grund von Wasserläufen leben, ihre Interaktionen in trophischen Netzwerken mit Hilfe stabiler Isotope rekonstruiert und schließlich die Prozesse der Akkumulation und Konzentration von Schwermetallen in Wasserorganismen bewertet. Schließlich wird sich die Freie Universität Bozen in Zusammenarbeit mit der Stiftung Mach an der hydrologischen Überwachung und der Messung der Konzentration stabiler Isotope im Wasser beteiligen - natürliche Indikatoren, die sehr nützlich sind, um zu verstehen, woher das Wasser in den Flüssen kommt (Schnee, Eis, Regen) - sowie an der Analyse von mikrobiellen Resistenzgenen. Zudem werden in den Labors der Eco-Research Srl (Bozen) Wasserchemie- und Metallisotopenanalysen durchgeführt.

„Wir werden die Wasserströme der von den Blockgletschern gespeisten Quellen überwachen", schließt Francesco Comiti, „und auf der Grundlage dieser Messungen Prognosemodelle erstellen, die es uns ermöglichen, gemeinsam mit den Prognosen zu Temperaturanstieg, abzuschätzen, wie sehr die Blockgletscher zur Konzentration von Schwermetallen in den Oberflächengewässern beitragen und wo diese Konzentrationen eine kritische Schwelle für deren Nutzung erreichen werden.“

Projektpartner sind, neben der unibz, die Stiftung Edmund Mach und die Österreichische Akademie der Wissenschaften: Prof. Roberto Seppi (Institut für Erd- und Umweltwissenschaften, Universität Pavia), Prof. Luca Carturan (Institut für Land- und Agroforstsysteme, Universität Padua), Marc Olefs (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien), Prof. Gerfried Winkler (Institut für Erdwissenschaften, Universität Graz), Roberto Dinale (Amt für Hydrologie und Stauanlagen der Autonomen Provinz Bozen) und Prof. Kaare M. Nielsen (Department of life sciences and health, Oslo Metropolitan University, Norwegen).

(zil)