Erdrutsch

Die häufigste Ursache ist, dass der Erdboden am Hang zu große Mengen an Wasser, beispielsweise infolge heftiger Gewitterregen oder durch Schneeschmelze, aufgenommen hat. Wegen zu geringer innerer Haftreibung folgt daraus ein Verlust der Stabilität entlang einer sich ausbildenden Gleitfuge.

Andere mögliche Ursachen sind:

• Erdbeben
• ganz allgemein tektonische Bewegungen
• Erosion durch Wind und Frost
• Starke Abholzung des bestehenden Waldes (Absterben und Verrottung von den Boden stabilisierenden Wurzeln)
• Auftauen des Permafrostbodens im Hochgebirge oder von Methanhydrat (Storegga-Effekt) an Kontinentalhängen wegen der Klimaerwärmung
• Schädigung des Erdbodens durch ausgedehnten Bergbau^[4]

Das Risiko eines Erdrutsches ist abhängig von:

• der Wasserdurchlässigkeit und Wasseraufnahmefähigkeit der Bodenschichten,
• dem Gefälle des Geländes,
• dem Vorhandensein oder Fehlen einer schützenden Vegetation, deren Durchwurzelung die Bodenkrume zusammenhält,
• dem Vorhandensein rutschiger Grenzflächen, beispielsweise entlang von Tonschichten.

Die Begriffe wie Erd-, Hang- oder Bergrutsch werden oft synonym für jegliche Art von Bodenbewegung verwendet. Massenbewegungen unterscheiden sich durch spezifische Merkmale:

• Bewegungsart: Gleiten, Fließen, Fallen oder Kippen.
• Material: Lockergestein (Erde) vs. Festgestein (Fels).
• Geschwindigkeit: Von schleichenden Prozessen bis hin zu rasanten Sturzereignissen.

Obwohl diese Kategorien klare Definitionen haben, existieren in der Natur häufig Übergangsformen, die eine exakte Einordnung erschweren. Ein Erdrutsch wird bei der Klassifikation von Massenbewegungen abgegrenzt:

• Erdsturz: Steilwände in lockerem Untergrund wie Sand- oder Kiesgruben sowie Baugruben bergen ein hohes Einsturzrisiko. Erdmassen können jederzeit unvermittelt abbrechen und herabstürzen. Typische Auslöser sind zu steile Böschungswinkel, zusätzliche Lasten an der Oberkante, Feuchtigkeit, Erschütterungen oder Erosion. Die herabfallenden Massen sammeln sich als Sturzkegel oder Hangverschüttung am Wandfuß. Aufgrund der akuten Unfallgefahr ist eine ausdrückliche Unterweisung und Kennzeichnung an allen betroffenen Arbeitsstätten (z. B. Grabenbau, Schürfgruben) zwingend erforderlich. Natürliche Steilwände in Lockergestein, wie sie an aktiven Steilküsten und Kliffs vorkommen, unterliegen ständigen Erosionsprozessen. Aufgrund dieser Dynamik sind solche Räume als instabil einzustufen; sie bieten kaum Lebensraum für Vegetation und sind für eine menschliche Nutzung ungeeignet.
• Felssturz: das Ausbrechen zusammenhängender Gesteinspartien aus einer Wand. Die Masse löst sich entlang bestehender oder sich verschneidender Abrissflächen, wobei an der Wand eine charakteristische Abrissnische zurückbleibt. Beim Aufprall zerbricht das Gestein in Einzelteile. Auslöser sind meist eine fortschreitende Lockerung im Kluftsystem, Verwitterung entlang von Schichten sowie die Bildung neuer, oberflächenparalleler Risse. Auch Unterschneidungen, Erschütterungen oder starke Durchnässung können den Sturz einleiten.
• Bergsturz: massive Bewegung im Hochgebirge, bei der ganze Bergkuppen oder Wandteile abbrechen. In der Regel geht dem Ereignis eine Gleitbewegung voraus. Dabei rutscht die Gesteinsmasse auf einer Gleitfläche (z. B. Schieferungs- oder Störungsfläche) talwärts, bis der Schwerpunkt so weit verlagert ist, dass die Masse kippt und abstürzt. Während Wasser beim eigentlichen Sturz kaum eine Rolle spielt, ist die Mechanik des Aufpralls entscheidend. Durch die Wucht der Zertrümmerung kann ein Druckluftkissen unter der Gesteinsmasse entstehen. Dieses wirkt wie ein Gleitmittel, auf dem die Trümmer im Tal horizontal „ausfließen“ können. Aus der Sturzmasse können sich Blocklawinen entwickeln, die mit extrem hohen Geschwindigkeiten von über 100 m/s (360 km/h) ins Tal rasen.
• Bergschlag: schlagartige Gebirgsentspannung, die vor allem im Bergbau oder beim Tunnelbau auftritt. Wenn durch den Vortrieb (Tunnelbau) Gestein entfernt wird, verändert sich die Spannungsverteilung im massiven Fels. Wenn die gespeicherte Spannungsenergie die Festigkeit des Gesteins übersteigt, entlädt sie sich explosionsartig. Das Gestein „platzt“ förmlich von den Wänden ab. Die künstliche Veränderung des Spannungsfeldes (Hohlraumbildung) in großer Tiefe bei sprödem Gestein. Es knallt lautstark (daher „Schlag“), und Gesteinssplitter oder ganze Brocken werden mit hoher Wucht in den Hohlraum geschleudert.^[3]

Wasser- und Luftporenanteile bestimmen maßgeblich die Dynamik und Kinematik von Hangbewegungen. Da häufig hybride Formen zwischen Rutschen und Fließen auftreten, etwa bei flüssigkeitsähnlichem Verhalten der Basalschicht, erfolgt die Klassifizierung nach dem jeweils vorherrschenden Prozess. Die nachträgliche Identifikation dieser Mechanismen anhand des Sediments stellt jedoch oft eine fachliche Herausforderung dar.

Unter einer Rutschung versteht man das Abgleiten von Lockermaterial entlang einer definierten Gleitfläche. Im Gegensatz zu Fließbewegungen setzt sich das Material hierbei zunächst als geschlossene Einheit (Körper) in Bewegung. Am Ursprungshang hinterlässt dieser Vorgang eine charakteristische, oft halbmondförmige Abrissnarbe, die den Bereich markiert, an dem sich die Masse vom stabilen Untergrund getrennt hat. Die klassische „normale“ Rutschung folgt einer konkaven Sohlfläche. Man kann sich dies wie eine gekrümmte Schale oder einen Löffel vorstellen, der in den Hang schneidet. Da die Gleitfläche gekrümmt ist, vollführt die Rutschmasse eine Rotationsbewegung. Der obere Teil der Masse sinkt ab, während der untere Teil (der „Fuß“) oft leicht nach oben gedrückt wird. Da sich die Masse durch die Rotation gegen den Hang neigt, wirkt dieser Prozess oft selbstlimitierend. Die Reibung an der gekrümmten Basis ist hoch, weshalb diese Rutschungen meist langsamer ablaufen und die Masse oft als zusammenhängender Block erhalten bleibt. Im Gelände bilden sich durch die Rotation oft kleine Senken hinter der Rutschmasse, in denen sich Wasser sammeln kann (Sumpfstellen oder kleine Teiche). Die rutschende Masse verliert, anders als bei einem Sturz, nie ganz den Kontakt zum Boden. Sie gleitet auf einer sogenannten Gleitfläche dahin. Das Geschwindigkeitsspektrum reicht von fast unmerklichen Zentimetern pro Jahr bis hin zu lebensgefährlichen Sturzgeschwindigkeiten von mehreren Metern pro Sekunde. Eine Rutschung kann nur ein paar Meter schmal sein oder sich über einen gewaltigen Kilometer erstrecken. Manche Rutschungen sind nur oberflächlich (ein paar Dezimeter), andere reichen über 100 Meter tief in den Berg hinein. Rüfe und Bergschlipf sind veraltete Bezeichnungen für Rutschungen.^[2]

Bodenkriechen ist die langsamste Form der Massenbewegung. Hierbei bewegen sich Lockergestein und Erdschichten mit einer minimalen Rate von nur 1 bis 10 mm pro Jahr hangabwärts. Wie schnell dieser Prozess abläuft, hängt von Bodenart, Klima, Hangneigung und Bewuchs ab. Typisch ist dabei, dass die oberflächennahen Schichten schneller wandern als die tieferen. Diese schleichende Deformation hat sichtbare Folgen: Zäune, Strommasten und Bäume neigen sich talwärts, und der enorme Druck der kriechenden Massen kann Fundamente sprengen oder Stützmauern zerstören.

Das Bodenfließen bewegt sich deutlich schneller als das langsame Bodenkriechen, da ihr hoher Wassergehalt den inneren Reibungswiderstand massiv senkt. Beim Bodenfließen verlagert sich überwiegend feinkörniges Material wie wassergesättigter Ton oder verwitterter Schiefer mit Geschwindigkeiten von bis zu mehreren Kilometern pro Stunde.

Schlammströme bestehen aus einem wasserreichen Gemisch aus feinkörnigem Boden, Schlamm und Gestein, wobei die Korngröße meist unterhalb der Sandfraktion liegt. Aufgrund der geringen inneren Reibung erreichen sie oft Geschwindigkeiten von mehreren Kilometern pro Stunde und sind damit deutlich schneller als Schuttströme. Besonders häufig treten sie in semiariden Hügellandschaften auf, sobald feines Material vollständig wassergesättigt ist. Eine Sonderform bilden Lahare. Diese entstehen bei Vulkanausbrüchen, wenn Lavaströme Schnee und Eis schmelzen. Hänge, die in Trockenperioden noch stabil erscheinen, verlieren bei zunehmender Sättigung ihren Halt. Schon ein geringfügiger Impuls genügt dann, um die wasserreichen Lockermassen in Bewegung zu versetzen. Diese Schlammströme schießen die oberen Hänge hinab und ergießen sich in die Talsohlen. Sobald sie enge Gebirgstäler verlassen und auf flacheres Gelände oder weite Ebenen treffen, fächern sie sich aus und begraben weite Flächen unter nassem Schutt. Aufgrund ihrer enormen Energie können sie dabei mühelos massive Felsblöcke, Bäume und sogar Gebäude mitreißen. Ebenso können langanhaltende Niederschläge trockenes, rissiges Lockermaterial so stark durchfeuchten, dass die Reibung abnimmt und die Masse schließlich hangabwärts fließt.

Ein Schuttstrom bezeichnet dabei eine fließende Masse aus Gesteinstrümmern in einer schlammigen, fast flüssigen Matrix. Im Gegensatz zu klassischen Erdrutschen bewegen sich Schuttströme deutlich schneller und transportieren meist wesentlich gröberes Material. Schuttlawinen und Muren zählen zu den schnellsten Bewegungen unkonsolidierten Materials und treten vor allem in niederschlagsreichen Hochgebirgen auf. Ihre enorme Geschwindigkeit resultiert aus der Kombination von extremer Hangneigung und hoher Wassersättigung. Mit Geschwindigkeiten von über 70 km/h fließen sie fast so schnell wie Wasser an einem Steilhang und reißen dabei alles mit sich.

Schuttlawinen stellen die höchste Mobilitätsstufe unter den Massenbewegungen dar. Begünstigt durch humide Hochgebirgslagen, führt der hohe Porenwasserdruck in Kombination mit der Gravitationsenergie steiler Reliefs zu Fließraten von über 70 km/h. Diese wassergesättigten Schuttströme verhalten sich hydraulisch ähnlich wie turbulente Wasserströmungen, verfügen jedoch aufgrund ihrer hohen Dichte über eine weitaus größere Erosionskraft, die das gesamte Oberflächeninventar (Vegetation, Bauwerke) restlos mitreißt.^[5]

Die Morphologie eines Erdrutsches umfasst die charakteristischen Oberflächenmerkmale und Strukturen, die durch die hangabwärts gerichtete Bewegung von Fels, Schutt oder Erde entstehen. Diese Formen entstehen unter dem Einfluss der Schwerkraft und zeigen deutlich die Abbruch-, Transport- und Ablagerungsbereich.

• Abrisskante (Main Scarp): Der oberste, steile bis senkrechte Bereich, an dem sich die rutschende Masse vom stabilen Hang gelöst hat.
• Abbruchfläche (Main Fault/Slip Surface): Die Gleitfläche oder der Gleithorizont zwischen dem unbewegten Untergrund und der abgerutschten Masse.
• Flanken (Flanks): Die seitlichen Begrenzungen der Rutschung.
• Fuß oder Zunge (Foot/Toe): Der unterste Teil der Rutschmasse, an dem das Material abgelagert wird. Er bildet oft einen charakteristischen, wulstigen Abschluss.
• Krone (Crown): Der oberhalb der Abrisskante liegende Bereich, der nicht in Bewegung geraten ist, aber Risse aufweisen kann.
• Risse (Cracks): Transversale (quere) oder radiale Risse im Rutschkörper.
• Rutschmasse (Body/Deposit): Das abwärts bewegte Material (Erde, Fels, Vegetation), das oft eine unruhige, wellige Oberfläche aufweist.^[6]

• Talzuschübe^[1] sind so etwas wie die Zeitlupe der Berge. Dabei rutschen nicht bloß Steine, sondern ganze Bergflanken massiv und extrem langsam Richtung Tal. Das Ganze passiert so gemächlich, dass das Gestein oft am Stück bleibt und man die Bewegung mit bloßem Auge gar nicht bemerkt – sie kann Jahrtausende dauern. Statt einer glatten Rutschbahn wölbt sich unten der Hang auf, während oben am Grat Risse und charakteristische Doppelgrate entstehen. Die Ursache liegt meist weit zurück: In der Eiszeit drang Permafrost tief in die Alpen ein und lockerte das Gestein so stark auf, dass es heute noch ganz allmählich talwärts "kriecht". Während man in den bayerischen und österreichischen Alpen primär vom „Talzuschub“ spricht, ist in der Schweiz die Bezeichnung „Sackung“ gebräuchlich.
• Die Sackung ist eine Rotationsrutschung, sie umfasst eine vertikale Bodenabsenkungen, die durch Hohlraumbildung (Lösungsprozesse) im Untergrund entstehen. Hier gleitet ein Bodenkörper auf einer kreisförmigen Bahn ab (ähnlich einer Schaufelbewegung). Geologisch gesehen liegt die Rotationsachse parallel zum Hang (bzw. horizontal oberhalb der Gleitfläche), damit der Körper „abtauchen“ und unten wieder „aufwölben“ kann. Die Rotationsrutschung (oft auch als Schlipf oder Slump bezeichnet) ist der „kurvige Verwandte des Talzuschubs“. Während sich beim Talzuschub die ganze Flanke eher kriechend verformt, gleitet hier ein kompakter Block auf einer ganz bestimmten Bahn ab. Das entscheidende Merkmal ist die löffelförmige (gekrümmte) Gleitfläche.
• Hanganbrüche (oder Hangmuren) sind im Vergleich zu den langsamen Talzuschüben eher die „Sprinter“ unter den Hangbewegungen. Hanganbrüche sind flachgründige, oft schlammige Rutschungen, die meist ganz spontan nach heftigen Regenfällen auftreten. Im Volksmund werden sie häufig als Hangmuren bezeichnet. In einer lockeren Gesteins- oder Verwitterungsschicht an der Oberfläche, meist auf waldfreien Flächen, sättigt Wasser sättigt den Boden so weit auf, bis er seine Stabilität verliert und wie Brei abrutscht.
• Mure^[1] wird oft als Sammelbegriff für alles verwendet, was irgendwie den Hang runterrutscht. Eine echte Mure ist ein hochkonzentriertes Gemisch aus Wasser und Feststoffen. Der Feststoffanteil muss mindestens 30 % des fließenden Gemischs bestehen, die Konsistenz entspricht frischem Beton. Ein Mix aus feinem Schlamm, Sand, grobem Schutt, riesigen Gesteinsbrocken und oft auch mitgerissenem Holz (Wildholz). Durch die hohe Dichte können Muren tonnenschwere Felsblöcke wie Korken obenauf schwimmen lassen und mitreißen.^[2]
• Plaike ist ein veralteter Fachbegriff für eine Erosionsform in stark geneigtem bergigem Gelände. Der Begriff beschreibt eine besonders auf Almen häufige Form der Erosion, die sich im Abrutschen großer Wiesenflächen mitsamt des Wurzelhorizonts zeigt, insbesondere nach langen Regenperioden.^[7]

Hangrutschungen lassen sich kaum verhindern, aber bei nicht allzu großen Erdmassen oder langsamer Bewegung in ihrer Wirkung mildern. Wichtigster Punkt dabei ist, das Wasser aus dem Hang zu entfernen. Dabei gibt es unterschiedliche Maßnahmen, unter anderem:

• Einbauen von Drainagen, entweder oberflächenhaft oder tief in den Untergrund hinein (z. B. Drainageanker);
• vorbeugende Einbauten in den gefährdeten Untergrund – analog zur Wildbach- und Lawinenverbauung;
• kurzfristige Stabilisierung bewegter Hänge durch Beton- und Stahlbewehrung (z. B. Panzerigel);
• bei kleinen Ausmaßen auch Stabilisierung durch Sandsäcke;
• großflächiges Abdecken kritischer Hangbereiche durch Planen, um weiteres Eindringen von Regenwasser zu verhindern.
• Ein Schutzwald bietet häufig eine wirksame Sicherung. Die Wurzeln der Bäume verfestigen den Boden und regulieren den Wasserhaushalt (siehe auch Durchwurzelung).
• Auch Rasensaaten stabilisieren den Hang mit ihren feinen und stark verzweigten Wurzeln.
• Abflachen des Hangs.

Diese Maßnahmen sind jedoch machtlos gegen Erdrutsche, bei denen sich Millionen Kubikmeter Erde lösen. Die beste Maßnahme gegen diese Erdrutsche ist die Vorbeugung.

• Verbote hindern Menschen daran, in gefährdeten Gebieten zu siedeln.
• Aufmerksamkeit kann eine Vorwarnzeit bis zum tatsächlichen Erdrutsch gewährleisten und eine rechtzeitige Evakuierung ermöglichen.

Ein Erdrutsch ist eine häufig vorkommende, aber in der Regel lokale Naturkatastrophe. Auf das betroffene Ökosystem wirkt er als Störung und öffnet Rohboden für die Wiederbesiedelung sowie einen Neustart der Sukzession.

Erdrutsche im Meer oder in Seen, insbesondere von oberhalb des Wasserspiegels in diese Gewässer hinein, können dagegen Tsunamis auslösen und dadurch auch in größerer Entfernung Zerstörungen verursachen. Bei entsprechender Größe des Erdrutsches kann die Flutwelle an benachbarten Küstenhängen Höhen von mehreren hundert Metern erreichen (Megatsunami).^[21]

Vor den Inseln Hawaiis befinden sich große Schuttfächer, die durch Flankenabbrüche der Vulkane entstanden sind. Flankenabbrüche mit gefährlichen Tsunamis gibt es dort nach Schätzungen von Wissenschaftlern etwa alle 100.000 Jahre.^[22]

Erdrutsche mit Tsunamis sind in der Liste von Tsunamis, andere sind in der Liste von Lawinen, Erdrutschen und Bergstürzen angegeben.

• Liste von Rutschungen im Bergbau

• Massenbewegung (Geologie)

• Kyoji Sassa, Badaoui Rouhban, Sálvano Briceño (Hrsg.): Landslides : global risk preparedness. Springer, Berlin/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-22086-9.

Wiktionary: Erdrutsch – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Erdrutsche – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Erdrutsch im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• „Berge auf Talfahrt“ – Artikel über ein innovatives Erdrutsch-Frühwarnsystem auf dem Geowissenschaften-Portal planeterde
• Animationsfilm Hangrutsch – Bodenbewegungen frühzeitig erkennen, Geowissenschaften-Portal planeterde
• Erdrutsch: Die unterschätzte Gefahr, hitec (3sat) vom 12. April 2010
• Gefährdung der Weserbergkette durch Gesteinsabbau
• waldwissen.net: Faustformel für die Abschätzung der Volumen von Rutschungen
• Informationsplattform zum Umgang mit Naturgefahren in der Schweiz: Hangmure