Periglaziale Forschung in Revue
ZusammenfassungPeriglaziale Forschung begann mit frühen Mitteilungen über Permafrost in der Sowjet-Union, aber der Ausdruck periglazial und die Verwendung von periglazialen Formen in Paleostudien stammen von Łozinski in Polen. Einen starken Impuls zur Entwicklung dieser Wissenschaft gab die Exkursion des 11. International Geologischen Kongresses nach Spitsbergen im Jahre 1910, an der sehr prominente Geologen ihrer Zeit teilnahmen und deren Berichte über die damals wenig bekannten periglazialen Formen große Beachtung fanden. Es gibt heute eine enorme interdisziplinäre Literatur, die geographische, geologische, paleoklimatische, technische und unweltliche Disziplinen umfaßt.Untersuchungen über Prozesse betreffen Frostspaltung, Frosthebung, Frostsprengung, Kryosolifluktion, Kryoplanationterrassen, Pingos und die vielen Formen von Frost-Musterböden. Laborforschung über Forsthebung wurde vonTaber im Jahre 1929 betrieben und nahm wegen ihrer geotechnischen Implikationen ständig an Bedeutung zu. Das französische Centre de Géomorphologie (CNRS) in Caen, das russische Institut Merzlotovedeniya in Yakutsk und das U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory in Hanover, N. H., sind staatliche Forschungszentren, die speziell für solche Forschungen errichtet wurden.Unzählige ungelöste Probleme bleiben bestehen, zum Beispiel (1) die Wirksamkeit von Frostsprengung gegenüber dem Orientierungswechsel von Wassermolekülen in periglazialen Gegenden, (2) die Bedeutung von Frostschub im Vergleich zu Kryosilifluktion, (3) der genaue Prozeß in rückläufigen Bewegungen im Frostschub, (4) die Mechanik von Kryosolifluktion, (5) der Ursprung von verschiedenen Formen von Frostmusterböden, (6) der Ursprung beträchtlicher tafelartiger Vorkommnisse von massivem Bodeneis, (7) Beschaffenheit und Verteilung von submarinem Permafrost, (8) Identifizierung der Unterschiede zwischen Kryokarstvertiefungen und Gletschersöllen, und (9) die klimatische Bedeutung von verschiedenen periglazialen Formen unter Einbeziehung von Temperatur, Niederschlag und anderen Faktoren.Fortschreitende regionale Studien und Untersuchungen über Prozesse haben die paleoklimatischen Aspekte der periglazialen Forschung unterstützt, wobei in Deutschland die klassischen Beiträge von Büdel, Kessler, Soergel, und Troll unter anderen vorzuheben sind. Es ist jetzt klar, daß die wichtigsten periglazialen Merkmale für klimatische und andere Umweltsrekonstruktionen die sind, die auf Permafrost hinweisen. Eine bedeutende Schwierigkeit in der Anwendung von relikt- oder fossil-periglazialen Formen als quantitative Indizien für früheres Klima stellt der Einfluß von Faktoren wie Schneedecke und Vegetation dar. Trotzdem können bestimmte Formen zur groben Schätzung von früheren maximal möglichen mittleren Jahreslufttemperaturen dienen. Die wichtigsten sind (1) Relikt-Permafrost (0° C) und (2) fossile Formen von Strukturböden mit einem Durchmesser von mehr als 2 m (0° C), (3) Pingos vom offenen Systemtyp (−2° C), (4) Eiskeil-Netze (z. B. Eiskeil-Pseudomorphosen) und wahrscheinlich auch gut entwickelte Bodenkeile (−5° C), und (5) Pingos vom geschlossenen Systemtyp (−6° C). Die klimatische Bedeutung von Kryoplanationsterrassen bleibt noch zu klären; sie könnten jedoch ein sehr wichtiger Beleg sein.AbstractPeriglacial research began with early reports of permafrost in the USSR but the term periglacial and the use of fossil frost-action features in paleoclimatic studies were introduced by Łozinski in Poland. Strong impetus to development of the subject grew out of the 11th International Geological Congress excursion to Spitsbergen in 1910, whose participants included some of the most prominent geologists of the time. Their reports of the then little-known periglacial features stimulated considerable attention that has resulted in an enormous interdisciplinary literature comprising geographic, geologic, paleoclimatic, engineering, and environmental interests.Descriptive regional surveys and process-oriented studies have emphasized frost wedging, frost cracking, frost heaving, solifluction (gelifluction), and such features as cryoplanation terraces, pingos, and the many forms of patterned ground. Laboratory studies of frost heaving were instigated by Taber in 1929, and since then laboratory research has become increasingly important because of the engineering implications of frost heaving and permafrost. Government research centers established for such studies now include the Centre de Géomorphologie (CNRS) at Caen in France, the Institut Merzlotovedeniya at Yakutsk in the Soviet Union, and the U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory at Hanover, N. H.Numerous unresolved problems remain, including (1) the efficacy of frost wedging as opposed to the effect of ordering and disordering of water molecules in physical weathering in periglacial environments, (2) the significance of frost creep as opposed to gelifluction, (3) the exact explanation of retrograde movement in creep, (4) the mechanics of gelifluction, whether by viscous flow, sliding, some other mechanism, or a combination of mechanisms, (5) the origin of some forms of patterned ground, (6) the origin of some large tabular occurrences of massive ground ice, (7) the nature and distribution of offshore permafrost, (8) the identification of thermokarst depressions as distinct from glacial kettle holes, and (9) the climatic significance of various periglacial features with respect to temperature, precipitation, and other factors.Advances in regional and process studies have also furthered the paleoclimatic aspects of periglacial research, significant early contributions in Germany being those of Büdel, Kessler, Soergel, and Troll among others, and it is now clear that the most important features pertinent to climatic and other environmental reconstructions are those indicative of permafrost. The influence of such variables as snow cover and vegetation constitute a major difficulty in using relic or fossil periglacial features as quantitative indices of former climate. Nevertheless, certain features can serve as crude estimates of former maximum possible mean annual air temperature. The most important are (1) relic permafrost (0° C), and fossil forms of (2) large (> 2 m diameter) sorted patterned ground (0° C), (3) open-system pingos (−2° C), (4) ice-wedge polygons (i. e. ice-wedge casts) and probably also well-developed permafrost soil wedges (−5° C), and (5) closed-system pingos (−6° C). The climatic significance of cryoplanation terraces remains to be clarified but they may be a very valuable indicator.RésuméLa recherche périglaciaire commença en Union soviétique avec les premiers rapports sur le permafrost; mais le terme de périglaciaire et l'utilisation des formes périglaciaires pour les études paléoclimatiques sont dus à Łozinski en Pologne. L'excursion au Spitsbergen 1910, lors du Onzième Congrès Géologique International, à laquelle participaient plusieurs des plus éminents géologues de l'époque, a donné un élan au développement du sujet. Leurs rapports sur les formes périglaciaires alors peu connues, ont été à l'origine d'une vaste littérature interdisciplinaire se rapportant à la géographie, la géologie, la paléoclimatologie, la géotechnique, et les sciences de l'environement.Les études ont mis l'accent sur la gélivation, le gonflement dû au gel, la solifluxion (gélifluxion), et certains aspects comme les terraces de cryoplanation, les pingos, et les formes diverses des sols géométriques. En 1929, Taber étudia en laboratoire le gonflement du sol, et depuis la recherche en laboratoire s'est accrue en importance en raison de ses implications dans les constructions. Parmi ces centres de recherches nationaux, on trouve le Centre de Géomorphologie (CNRS) à Caen en France, l'Institut Merzlotovedeniya à Yakutsk en U.R.S.S. et le U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory à Hanover, New Hampshire, aux Etats-Unis.De nombreux problèmes restent sans solution parmi lesquels (1) l'efficacité de la gélivation vis-à-vis de l'effet d'arrangement et de dérangement des molécules d'eau dans la désintégration des roches dans les régions périglaciaires, (2) l'importance de la reptation dûe au gel en comparaison avec la gélifluxion, (3) l'explication précise du mouvement rétrograde de cette reptation, (4) la méchanique de la gélifluxion soit par écoulement visqueux, par glissement, par tout autre mécanisme, ou combinaison de différents mécanismes, (5) l'origine de certaines formes de sols géométriques, (6) l'origine de certains grands dêpots tabulaires de glace dans le permafrost, (7) la nature et la répartition du permafrost sous-marin, (8) l'identification des dépressions thermokarstiques à distinguer des trous glaciaires en forme de chaudron, et (9) l'importance climatique des diverses caractéristiques périglaciaires par rapport à la température, les précipitations et d'autres facteurs.Les progrès dans les études régionales et dans les processus ont aussi contribué à faire avancer les aspects paléoclimatiques de la recherche périglaciaire, dont les premières contributions sont dues aux études classiques, en Allemagne, de Büdel, Kessler, Soergel, et Troll. Il est clair maintenant que les indications périglaciaires les plus importantes pour les reconstructions climatiques et environmentales sont celles relatives au permafrost. L'influence de variables telles que la couverture de neige et la végétation consituent une grande difficulté dans l'utilisation de ces indicateurs fossiles comme indices quantitatifs du climat d'origine. Néamoins certaines de ces caractéristiques peuvent servir de grossière approximation pour la température maximale de la moyenne annuelle de l'air, les plus importantes étant: (1) le permafrost résiduel (0 °C), et les formes fossiles des (2) sols structurés de diamètre dépassant 2 m (0 °C), (3) les pingos de système ouvert (−2 °C), (4) les polygones de coins de glace (remplissages de fente