Der Bimsstein von Köfels (Tirol), ein Bergsturz-“Friktionit”

Zusammenfassung

Seit mehr als einem Jahrhundert gibt die Entstehungsgeschichte der in den Bergsturzablagerungen bei Köfels (Ötztal, Tirol) gefundenen Bimssteine Rätsel auf. Die ursprünglich angenommene Vulkan-Hypothese konnte nicht durch schlüssige Beobachtungen gestützt werden. So wurde die Möglichkeit eines Meteoriteinschlages im letzten Jahrzehnt von zahlreichen Forschern akzeptiert. Allerdings steht auch sie nicht in Einklang mit den beobachteten Gegebenheiten. 1971 legtePreuss die Idee einer Entstehung der Schmelze durch die Reibungswärme in den Gleitflächen des Bergsturzes vor. Da diese Arbeitshypothese sich gut in das petrographische und geomorphologische Gesamtbild einfügte, wurde sie von den Verfassern unter Mitwirkung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Versuchsanstalt (EMPA) im Detail studiert. Das entsprechende Forschungsprojekt (“Big Slide”) basierte auf einer sorgfältigen Analyse der beim Bergsturz freigew ordenen Energie und ihrer Auswirkungen. Durch Aufstellung plausibler Modelle für die Bewegung, die Wärmeerzeugung und den Wärmetransport sowie anschließende Lösung der sich ergebenden Differentialgleichungen konnte nachgewiesen werden, daß große Mengen von geschmolzenem Gestein (“Friktionit”, Definition siehe Abschnitt 2.2) entstanden sein müssen, sofern die niederfahrenden Bergsturzmassen nicht von einer dicken Schicht von Steinpulver getragen wurden (dynamisch eine sehr unwahrscheinliche Annahme). Die außerordentliche Größe des vorliegenden Bergsturzes war dabei von ausschlaggebender Bedeutung. Die theoretisch ermittelten Resultate konnten experimentell durch die Herstellung künstlicher Bimssteine unter naturnahen Bedingungen gestützt werden.

Summary

For more than a century the genesis of the fused rocks found in the landslide masses of Köfels (Ötztal, Tyrol) has remained enigmatic. The initially promoted hypothesis of a volcanic origin could not be backed by sufficient evidence. So in the last decade the possibility of a meteorite impact has been accepted by a large number of scientists. It is, however, by no means in accordance with all facts observed. In 1971,Preuss presented the idea of the melting heat being generated by the friction between sliding and stationary rock surfaces. As this working hypothesis proved to be in good accordance with petrographic and geomorphological evidence it was studied in detail by the authors in cooperation with the Swiss Federal Laboratory for Testing Materials (EMPA). The corresponding research project (“Big Slide”) was based on a careful analysis of the effects of the energy generated by the landslide. By setting up plausible models for movement, heat generation, and heat transfer and by solving the resulting differential equations it became evident that — as far as the landslide masses did not glide on a very thick layer of stone powder (dynamically a rather unprobable supposition)-large amounts of fused rock (“frictionite”, for definition see chapter 2.2) must have been produced. The enormous size of the particular landslide was recognized as a determining factor in this connection. The theoretical results thus obtained could be backed experimentally by producting artificial pumice under conditions approaching those of the Köfels landslide.