Etappe 20: Katastrophe

Im Jahr 2020 wird die Region, in der wir heute Rennen fahren, von einer Katastrophe heimgesucht. Der Start dieser vorletzten Etappe ist in Nizza. Die Fahrer passieren den Col de Braus zum 27. Mal in der Geschichte der Tour de France. Sie besteigen auch den Col de Turini. Nach diesem Anstieg erreichen die Fahrer das Vésubie-Tal im Mercantour-Argentera-Massiv. Dies ist einer der elf Nationalparks in Frankreich. Eine Katastrophe, die sich im Oktober 2020 in diesem Tal ereignete, gibt uns die Gelegenheit, die geomorphologischen Prozesse darzustellen, die alpine Täler wie das Vésubie formen. Wir blicken auch in die Zukunft und überlegen, wie wir verhindern können, dass so etwas noch einmal passiert.

In diesem Blog werden wir den Begriff Auffangbecken (oder Einzugsgebiet) verwenden. Das Einzugsgebiet ist eine geographische Abgrenzung, die das Gebiet darstellt, das von einem Fluss und seinen Nebenflüssen entwässert wird.

Bild für Polarpedia.

Die Felsen des Vésubie-Tals

Die physischen Eigenschaften des Einzugsgebiets der Vésubie sind typisch für die französischen Alpen. Es ist ein ziemlich steiles und enges Tal, das aus drei verschiedenen Felsformationen besteht. Die oberen Teile des Einzugsgebiets (flussaufwärts von Roquebillère) bestehen hauptsächlich aus kristallinem Gestein. Sie sind höchstwahrscheinlich mit der hercynischen Orogenese (vor 420 bis 300 Millionen Jahren) verbunden.

Sedimentäre Formationen sind jüngeren Datums. Hier finden Sie Kalksteine, Mergel und Sandsteine. Sie sind in den unteren Teilen des Einzugsgebiets (Roquebillère und flussabwärts) reichlich vorhanden. Das Vorhandensein versteinerter mariner Mikroorganismen weist darauf hin, dass diese Felsen aus der Jurazeit (vor 200 bis 145 Millionen Jahren) stammen. Sie zeugt von einem prähistorischen Meer. Ihre Wechsel, bekannt als ‘schwarzer Flysch’, werden besonders an den Straßenrändern des Col de Turini zu sehen sein.

Die dritte Gesteinsformation entspricht den quartären (vor 2,58 Millionen Jahren bis heute) oberflächlichen Ablagerungen. Es handelt sich um Gesteine, die von den Gletscheraktivitäten während der letzten Kaltzeiten des Pleistozäns stammen. In der Tat war das Vésubie-Tal vergletschert.

Gletscher der Alpes-Maritime während des Riss (vor 300 000 bis 130 000 Jahren) und des Würm (vor 115 000 bis 11 700 Jahren). (1) Scheitellinie. (2) Einzugsgebiet des Gletschers. (3) Maximale Länge des Gletschers während des Würm. (4) Wahrscheinliche maximale Länge des Gletschers während des Risses. (5) Proglaziale Schlucht. (6) Col (oder Pass). (7) Stufe 20. Angepasst von Julian M., 1997.

Kalte Zeiten

Es mag überraschend klingen, aber in den südlichen Tälern Frankreichs gab es Gletscher. Wir wissen das, weil die Gletscherdynamik charakteristische Abdrücke in der Landschaft hinterlässt, wie z.B. erratische Blöcke. Das haben wir auf der 14. Etappe der TdF 2023 gesehen. Diese großen Felsbrocken im oberen Teil des Gordolasque-Tals zeugen von den glazialen Aktivitäten der Vorzeit. Ihre tatsächliche Lage lässt sich nicht anders erklären, als dass sie während eines Gletscherrückzugs abgelagert wurden. Weitere Hinweise auf vergangene eiszeitliche Aktivitäten finden sich in der Landschaft in Form von Sedimenten, die von Gletschern hinterlassen wurden. In Roquebillère, das nach dem Abstieg vom Col de Turini in der Nähe des Zusammenflusses von Gordolasque (linker Nebenfluss der Vésubie) und Vésubie liegt, sehen wir an einigen Stellen Moränenablagerungen.

Moränen sind typische Gletscherformationen aus Gesteinstrümmern, die einst von einem Gletscher transportiert wurden. In unserem Fall stammen die Moränen in Roquebillère höchstwahrscheinlich aus der letzten Kaltzeit, die als Würm bekannt ist. Als die Gletscher während des Würms ihre letzte Phase des Rückzugs durchliefen, lagerten sich Moränen ab und stabilisierten sich. Gleichzeitig trugen Schmelzwasser und Sturzbäche dazu bei, den Talboden mit Felsen zu füllen.

Wie in vielen Tälern der nordfranzösischen Alpen haben die verschiedenen Phasen der Ausdehnung und des Rückzugs der Gletscher während des Pleistozäns die Form des Vésubie-Tals geprägt. Die glazialen Ablagerungen, die den Talboden bedeckten, wurden teilweise und nach und nach durch fluviale Erosion entfernt, während die Vegetation und der Mensch diese neuen Räume eroberten. Die Erosion im Laufe der Jahrtausende erklärt, warum diese Gletscherformationen heute nur noch sehr vereinzelt im Tal zu finden sind. Doch dieses eiszeitliche Erbe erwies sich bei der Flut 2020 als entscheidend.

Eine Katastrophe namens Alex

Am 2. Oktober 2020 ereignete sich über den Tälern von Tinée, Roya und Vésubie eine gewaltige klimatische Episode im Mittelmeerraum, die durch einen Sturm aus dem Nordatlantik ausgelöst wurde, genannt Sturm Alex. Die seltene Intensität dieses Ereignisses führte zu dramatischen Verlusten: 10 Menschen starben und acht wurden vermisst. Er veränderte die Landschaft der Talsohle und zerstörte Häuser und Infrastrukturen.

Nach Angaben von Météo France erreichte diese Episode Niederschlagsmengen von bis zu 600 bzw. 500 mm in 24 Stunden über den Einzugsgebieten von Roya und Vésubie. Dies entspricht fast der jährlichen Niederschlagsmenge in diesen Tälern (siehe Abbildung 2). Diese Menge an Niederschlag kommt statistisch gesehen nur einmal alle 1.000 Jahre vor!

Niederschlagskarte für 24 Stunden, erstellt aus der Fusion von Radar- und Regenmesserdaten für den Zeitraum zwischen dem 2. Oktober und dem 3. Oktober 2020. Die rote Linie markiert die Grenzen des Vésubie- und des Roya-Einzugsgebiets, ersteres auf der linken und letzteres auf der rechten Seite. Das Fließgewässernetz ist in dünnen schwarzen Linien dargestellt; Nebenflüsse sind in dicken schwarzen Linien dargestellt. Aus Liébault et al., 2024.

Sediment-Katastrophe

Außerdem hat die außergewöhnliche geomorphologische Reaktion der Nebenflüsse die Situation noch verschlimmert. Die Regenfälle haben die oberflächlichen Ablagerungen in den Nebenflüssen massiv remobilisiert, vor allem die aus den Kaltzeiten stammenden. Die Nebenflüsse waren Schauplatz zahlreicher Erdrutsche und heftiger Sturzbäche, wie Ufererosion, Geschiebe und sogar Murgänge.

Dies führte zu einer beträchtlichen Menge von schätzungsweise 1,5 Mio. m³ Sediment, das flussabwärts in den Fluss Vésubie transportiert wurde. Stellen Sie sich zum Vergleich 400 mit Sediment gefüllte olympische Schwimmbecken vor! All diese Sedimente trugen zusammen mit der hydraulischen Kraft zur zerstörerischen Kraft der Vésubie während des Sturms bei und spülten viele der Schwemmlandterrassen im Talboden weg. An einigen Stellen gab es Häuser und andere Gebäude.

Um eine Vorstellung von der zerstörerischen Kraft des Flusses zu bekommen, ist es erwähnenswert, dass das mittlere aktive Gerinne (der Raum, in dem der Fluss frei fließen kann) nach dem Sturm von 19 Metern auf 79 Meter anstieg. An manchen Stellen reichten die Schwemmlandablagerungen bis zu 10 Meter hoch! Dies führte zu einer noch nie dagewesenen morphologischen Entwicklung des Flusses. Der Fluss Vésubie hat sich von einem einfädigen Kanal in ein verzweigtes Muster verwandelt, das mehrere Wasserkanäle zeigt, die sich in einem kiesigen Korridor verflechten.

katastrophe nach alex
Vor (links) und nach (rechts) dem Sturm von Alex, am Zusammenfluss von Boréon und Vésubie (jeweils rechtes und linkes Ufer, der Fluss fließt von Norden nach Süden), oberhalb des Stadtzentrums von Saint-Martin-de-Vésubie.

Risikomanagement

Sie können sich leicht vorstellen, dass dieses Ereignis für die Bewohner des Tals, aber auch für alle anderen Bewohner dieser Art von Tälern einschneidend war. Es ist eine Erinnerung an unsere Anfälligkeit für Naturgefahren, die die Menschen heutzutage gerne vergessen. Wie wir auf den Bildern in der Abbildung sehen können Unten, im angrenzenden Roya-Tal, befinden sich viele neuere Bauten im Überschwemmungsgebiet, das per Definition überschwemmungsgefährdet ist.

Links: Ansicht des Dorfes Tende von einer Postkarte aus dem Jahr 1922 und die entsprechende Draufsicht nach dem Sturm Alex im Jahr 2020, wo wir die Verstädterung des Überschwemmungsgebiets sehen können. Aus Fouache etal., 2023.

Was die Sicherheit der Bewohner des Vésubie-Tals betrifft, so ist das Hochwasserrisikomanagement erneut zu einem wichtigen Anliegen der Behörden geworden. In der Tat machen sich die Sedimente, die jetzt im Fluss lagern, Sorgen, da sie durch ein Ereignis remobilisiert werden könnten. Da die Kosten für diese Reparaturen enorm sind und die Dringlichkeit gegeben ist, stellt diese Situation eine Herausforderung für die lokale öffentliche Politik in Bezug auf die Risikomanagementstrategie dar.

Die Zukunft

Die von den Experten empfohlene Strategie bestand darin, diesen neu geschaffenen Freiraum für den Fluss zu erhalten. So kann der Fluss bei Hochwasser wandern. Dennoch ist diese Strategie für die lokalen Behörden recht restriktiv. Es ist erforderlich, Pfähle zu versetzen, die Ufer zu verstärken, wenn sie nicht versetzt werden können, und den Bau von Infrastrukturen im Flussbett unbedingt zu vermeiden. Leider wurde das Einzugsgebiet am 19. Oktober 2023 von einem weiteren Sturm namens Aline heimgesucht. Nicht so groß wie Alex, aber dennoch wichtig, um neue Schäden zu verursachen. Die große Menge an Sediment, die während des Sturms Alex abgelagert wurde, wurde remobilisiert, was zur Zerstörung einiger neu errichteter Steilwände und Infrastrukturen nach dem Sturm Alex führte.

katastrophe nach aline
Ufererosion der Straße nach dem zweiten Hochwasser im Oktober 2023. Von © L. Carré, Journalist.

Für die Bewohner des Tals, die innerhalb von vier Jahren mit zwei großen Überschwemmungen konfrontiert waren, gibt es Anlass zur Sorge, dass diese Art von Ereignissen aufgrund des Klimawandels immer häufiger auftritt. Die Alpen sind stark vom Klimawandel betroffen. Nach Schätzungen der GIEC erwärmt er sich zwei Mal schneller als in anderen Regionen. Da die Klimaschwankungen jedoch recht lokal sind und die zerstörerischen Eigenschaften einer Überschwemmung von mehreren Faktoren abhängen (z. B. von der Verfügbarkeit von Sedimenten), ist es nicht einfach abzuschätzen, ob diese Art von Ereignissen in Zukunft häufiger auftreten wird.

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  • Théo Welfringer

    I am a PhD student at INRAE (Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’alimentation et l’Envrionnement), working on the problematic of debris flows triggering. In a nutshell, a debris flow is a specific type of torrential process characterized by a moving mass composed of water and at least 50 % of various solid components (rocks, soil, mud, …). Unlike a landslide, a debris flow is capable of travelling very long distances at very high speed. With such characteristics, it is obvious that such a process can be very destructive, and so understanding how they are triggered is a key factor in debris flow risk management and public safety. More specifically, my PhD focuses on the meteorological (how long does a rain event have to last to trigger a debris flow ? at what intensity ?) and geomorphological (what parameters make a terrain more likely to trigger a debris flow ?) thresholds for debris flow triggering in the Southern Alps, with the long-term aim of contributing to an Early Warning System (EWS).

  • Loïs Ribet

    I am doing my PhD on fluvial geomorphology, focusing on French Alpine gravel-bed braided rivers. These rivers present a characteristic fluvial pattern with multiple channels of water intertwining in a gravelly corridor. These fluvial landscapes can be seen as the product of complex interactions between liquid discharge, solid discharge (alluvium transported by the flow) and the local morphology. However, those interactions are highly disrupted by human pressures (such as gravel mining or containment) which are profoundly changing these landscapes. Thus, the management of braided rivers faces stakes such as hazard management or ecologic. In one hand, the alluvium storage means that it can threaten human life in case of major floods. In the other hand, the presence of water, rock and soil in these rivers offers a fantastic diversity of aquatic habitats. Therefore, comprehension of the morphological trajectory of braided rivers is of uppermost interest in Alpine regions. In order to provide such knowledge, I study the spatial structuration of alluvial forms (bedforms) that make up these rivers using 3D models built from high-resolution UAV imagery.

  • Adèle Johannot

    My PhD focuses on the effect of both hydraulic forces and bedload on the morphology of alpine rivers. In the context of risk management or river restoration, the aim is to give sizing keys for river manager. A better undertanding of the process involved in sediment transport and its consequences on the morphology are studied through an experimental flume in INRAE lab and a field survey on a reach of the Severaisse, a typical alpine gravel-bed river in the Ecrin range. The flume is a small-scale model of the Severaisse river, where we analyse the evolution of the bed according to different hydrograph associated with sediment pulses using photogrammetry. In the field, we use geophones as a proxy of bedload and we installed timelapse camera to survey the morphological changes on an active braiding reach.

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