mini|hochkant=1.5|Großer Aletschgletscher, mit deutlich sichtbaren Mittelmoränen
Ein Gletscher (in Tirol und Süddeutschland auch Ferner, in Österreich auch Kees, in der Schweiz auch Firn genanntDuden online.Ferner, der; -s, - (Tirol, bayr. für Gletscher) sowie Kees, das; -es, -e (österr. landsch. für Gletscher). — In: Duden – Die deutsche Rechtschreibung. CD-ROM-Ausgabe. 25., völlig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Bibliographisches Institut AG, Mannheim 2009, ISBN 978-3-411-06828-9.) ist eine aus Schnee aus einem Einzugsgebiet gebildete Eismasse, die sich getrieben von der Schwerkraft verdichtet und hangabwärts bewegt. Unter Druck- und Schubspannung fließt Eis, verformt sich und bricht, bildet also Gletscherspalten aus. Am Grund nimmt der Eiskörper Gestein mit, im Inneren Luftporen. An der Oberfläche sublimiert Wasserdampf weg. Dazu kommt Niederschlag, etwa Schnee, Staub, mitunter auch Gesteinsschutt und Meteorite. An der Oberfläche wird Sonnenlicht teilweise absorbiert und reflektiert, nachts wird Wärmestrahlung abgegeben. Von unten strömt Erdwärme nach. Unter dem Gletscher kann Schmelzwasser fließen oder Süß- oder Salzwasser liegen.
Bei der Betrachtung der geomorphologischen Höhenstufen der Hochgebirge wird die Gletscherregion als glaziale Höhenstufe bezeichnet.Werner Bätzing: Kleines Alpen-Lexikon. Umwelt – Wirtschaft – Kultur. C. H. Beck, München 1997, ISBN 3-406-42005-2, S. 104–108.
Gletscher und Eiskappen speichern derzeit 68,7 % des Süßwassers auf der Erde und sind nach den Ozeanen die größten Wasserspeicher. Sie bedecken in den Polargebieten große Teile der Landflächen. Gletscher sind bedeutende Wasserzulieferer für viele Flusssysteme und haben entscheidenden Einfluss auf das Weltklima. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist nahezu weltweit ein deutlicher Rückgang der Gletscher zu beobachten (siehe Gletscherschwund seit 1850).
Gletscher sind auch bedeutende Landschaftsformer, insbesondere waren sie dies in den Kaltzeiten (Eiszeitalter) des Pleistozäns, in welchen auf der Nordhalbkugel Inlandeismassen (Fennoskandischer Eisschild) bis in das nördliche Mitteleuropa hineinreichten. Die Gletscher der Alpen und des Schwarzwalds (wie etwa der Feldberg-Gletscher), die in den Kaltzeiten sogar bis ins Alpenvorland vorstoßen konnten, formten gewaltige Trogtäler und prägen die Landschaft bis heute.
Unter Wissenschaftlern gibt es kein allgemein anerkanntes Kriterium, ab welcher Dimension von einem Gletscher gesprochen werden kann. Jedoch muss nach den Maßstäben des United States Geological Survey einerseits die Dicke mindestens 100 ft (30,48 m) betragen (damit die Masse ausreichend für die Eigenbewegung ist), andererseits die Oberfläche mindestens 0,1 km² messen.
Etymologie und Synonyme Das ursprünglich schweizerdeutsche Wort Gletscher entwickelte sich aus romanischen Dialektformen (vgl. heutiges glačer im WallisDuden.de: Gletscher), die von vulgärlateinisch *glaciārium abstammen, welches von spätlateinisch glacia und lateinisch glaciēs („Eis“) abstammt.Pfeifer, Etymologisches Wörterbuch.
In den Ostalpen ist vom Oberinntal bis zum Zillertal (Zamser Grund) die Bezeichnung Ferner (vgl. Firn) üblich; damit wurde also zunächst der Schnee von fern(d), d. h. aus dem letzten Jahr bezeichnet. Östlich des Zillertals (Venedigergruppe, Hohe Tauern) verwendet man die Bezeichnung Kees, die wahrscheinlich aus einer vorindogermanischen Sprache stammt.August von Böhm: In: Mitteilungen des Deutschen und Österreichischen Alpenvereins, Jahrgang 1911 (Band XXXVII), S. 254. (Online bei ALO).
Entstehung Gletscher benötigen eine Reihe von entscheidenden Faktoren zu ihrer Entstehung. So ist eine langfristig ausreichend niedrige Temperatur nötig, damit es zu Schneefall kommt. Die Höhenlinie, ab der im langjährigen Mittel mehr Schnee fällt als dort abtauen kann, ist die klimatische Schneegrenze. Diese kann bedingt durch Beschattung oder exponierte Sonnenlagen (z. B. Südhang in einem Gebirge der Nordhalbkugel) lokal um mehrere hundert Meter vom eigentlichen Mittelwert der Region abweichen. Man spricht in diesem Fall von der orografischen Schneegrenze. Nur oberhalb dieser Grenzlinien kann bei geeignetem Relief auf Dauer so viel Schnee fallen, dass dieser eine Metamorphose durchlaufen kann.
Akkumulation und Metamorphose Der Prozess der Ansammlung von Schneemassen wird Akkumulation genannt und infolgedessen der Entstehungsbereich eines Gletschers mit Akkumulationsgebiet (Nährgebiet) bezeichnet. Reicht die Schneemächtigkeit aus, dass durch die Auflast der oberen die tieferen Schichten zusammengepresst werden, beginnt die Metamorphose des Schnees hin zu Gletschereis. Dabei wird durch den in der Tiefe immer höher werdenden Druck die im Neuschnee noch 90 % des Volumens ausmachende, in Hohlräumen eingeschlossene Luft herausgepresst. In Gletschereis kann somit der Luftanteil bis auf etwa 2 % sinken. Eis mit einem so geringen Luftanteil besitzt meist eine bläuliche, seltener auch leicht grünliche Farbe.
Höhere Temperaturen beeinflussen die Metamorphose positiv auf zweierlei Wegen. Zum einen bilden sich in wärmeren (temperierten) Gletschern in der Regel kleinere Eiskristalle, wodurch hier und auch in den Vorstufen des Eises wie Firn und granularem Eis (in mancher Literatur auch Firneis genannt) eine Bewegung möglich ist, bei der leichter Luft freigesetzt werden kann. Darüber hinaus kann auch oberflächliches Material aufschmelzen und erneut gefrieren, ohne den Gletscher zu verlassen. So kann zumindest in kleineren Mengen sogar im Tageszyklus eine Verwandlung von Schnee in Eis stattfinden, ohne dass die bei der Druckmetamorphose üblichen Zwischenstufen durchlaufen werden.
Es bedarf 10 m Neuschnee bei einer Dichte von 0,1 g/cm3, um 1,10 m Gletschereis mit einer Dichte von 0,9 g/cm3 zu produzieren. Dies entspricht wiederum einer Wassersäule von 1 m.Stefan Winkler: Gletscher und ihre Landschaften. Eine illustrierte Einführung. Primus-Verlag, Darmstadt 2009, ISBN 978-3-89678-649-4.
Gleichgewichtslinie Die Gleichgewichtslinie ist eine Höhengrenze der Glaziologie. Unterhalb dieser Linie im sogenannten Zehrgebiet (Ablationsgebiet) des Gletschers ist der Massenverlust durch Ablation größer als der Zuwachs an Gletschereis. Im oberhalb liegenden Nährgebiet (Akkumulationsgebiet) wird mehr Gletschereis gebildet als durch Ablation verloren geht. In vielen Gebieten entspricht die Gleichgewichtslinie größtenteils der Firngrenze.Wörterbuch Allgemeine Geographie, Diercke, ISBN 978-3-423-03422-7. Die Gleichgewichtslinie wird im Fachjargon auch als Equilibrium Line Altitude (ELA) bezeichnet.
Ablation und Sublimation Schmelzwasser kann den Gletscher oberflächlich (supraglazial) oder an seinem Grund (subglazial) verlassen und wird so dem Massenhaushalt des Gletschers entzogen. Subglaziale Schmelzwasser treten meist aus einer als Gletschertor bezeichneten Öffnung in der Gletscherzunge aus, die sich im Zehrgebiet befindet, dem Gegenstück zum Nährgebiet über der Gleichgewichtslinie. Ist ein solcher Abfluss versperrt bzw. tritt nicht auf, entsteht ein unter dem Eis befindlicher, verborgener Gletschersee, die sog. Wassertasche.
Insbesondere polare Gletscher verlieren auch durch den Prozess der Sublimation an Masse, wobei Wasser direkt vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht.
Manche Gletscher werden darüber hinaus durch das Relief zu Massenverlust gezwungen. Dies ist der Fall, wenn beispielsweise bei einem Gebirgsgletscher Eis über eine steile Felskante stürzt oder eine Inlandeismasse bis an eine Küste heranwächst und sich dort kein Schelfeis ausbilden kann, sondern der Gletscher hier zum Abkalben gezwungen ist. Dabei brechen Teile des Eises heraus und können daraufhin als Eisberge über das Meer treiben. Tafeleisberge entstehen, wenn an der Front eines Schelfeises Teile kalben. Durch die Verdrängung des Wassers können kalbende Gletscher gefährliche Flutwellen auslösen.
Bewegung
mini|Luftbild des Monte-Rosa-Bergmassivs in den westlichen Schweizer Alpen, das das Einfließen des Grenzgletschers (re.) in den Gornergletscher (li.) zeigt. Aufnahme vom 4. August 1994 mini|Ein Wasserfall stürzt über die steile, 6 km breite und bis zu 40 m hohe Gletscherstirn des vorstoßenden Webber Glaciers (Grant Land, Ellesmere Island). Basales Moränenmaterial wird beim Vorstoß entlang von Scherflächen in das kalte Gletschereis integriert und verfaltet. Nur sich bewegende Eismassen werden als Gletscher bezeichnet. Dies schließt auf Wasser treibendes Eis wie Eisberge oder Packeis aus. Generell sind zwei grundlegende Formen der Bewegung von Gletschern zu unterscheiden:
Eisfließen; Deformationsfließen Üben die höher liegenden Teile eines Gletschers eine ausreichende Schubkraft auf die tiefer und damit vor ihnen liegenden Gletscherabschnitte aus, so wird dieser Druck durch eine Fließbewegung des Eises abgebaut. Auf molekularer Ebene besteht Eis aus übereinanderliegenden Molekülschichten mit relativ schwachen Bindungskräften zwischen den einzelnen Schichten. Wenn die Spannung, die auf die darüberliegende Schicht einwirkt, die Bindungskräfte zwischen den Schichten übersteigt, bewegt sich die obere schneller als die darunterliegende Schicht. Dabei verschiebt sich die gesamte Eismasse also nicht gleichmäßig, sondern abhängig von den Möglichkeiten der Eiskristalle, sich innerhalb des Gesamtgefüges zu bewegen. An der Gletschersohle sowie den Flanken eines Gletschers kann das Eis oft am anstehenden Gestein festfrieren, wodurch hier keine Bewegung möglich ist. Daher ist die Fließgeschwindigkeit eines Gletschers an der Oberfläche höher als an der Sohle und an den Seiten niedriger als in der Mitte.
Basales Gleiten Basales Gleiten tritt vor allem bei temperierten Gletschern mit Basis-Temperaturen knapp unter 0 °C auf, wenn an der Basis ein Film von flüssigem Wasser existiert, auf dem das Eis gleitet (siehe auch Wandernde Felsen). Der Schmelzpunkt von Eis sinkt durch Druckzunahme pro 100 m auflastendem Eis um etwa 0,07 °C (Druckaufschmelzung); bei einem temperierter Gletscher von 500 m Dicke wird der Schmelzpunkt an seiner Basis dadurch auf −0,35 °C abgesenkt. Einige Gletscher sind mit −1,9 °C bis −32 °C kälter als der Druckschmelzpunkt, sodass hier nur die Reibungswärme für die Bildung flüssigen Wassers in Frage kommt, wenn die Salinität keine Rolle spielt.Andreas Aschwanden: Mechanics and Thermodynamics of Polythermal Glaciers - Abstract deutsch / englisch, Dissertation an der ETH Zürich, 2008, abgerufen am 28. Dezember 2018.
Gletscherspalten, Séracs und Ogiven
Reliefbedingt können in einem Gletscher verschiedene Oberflächenformen wie Quer- und Längsspalten, Séracs oder Ogiven entstehen, welche dadurch auch als Indikatoren für die Form des Untergrunds und das Fließverhalten eines Gletschers dienen.
Querspalten entstehen hierbei durch eine Längsdehnung der Gletscheroberfläche. Dies geschieht, wenn der vordere und damit tiefere Teil eines Gletschers schneller fließen kann als der dahinter- und höherliegende. Dieser Prozess wird Extending Flow genannt. Nicht immer entstehen bei Extending Flow auch Querspalten, jedoch sind umgekehrt die Querspalten stets ein klares Anzeichen für Extending Flow. Längsspalten entstehen dagegen durch eine Querdehnung der Gletscheroberfläche. Dies ist häufig bei Vorlandgletschern zu beobachten, welche aus einem engeren Tal in eine weite Ebene austreten, wo sich das Eis weit ausdehnen kann.
mini|Ogiven (Forbes-Bänder) auf dem Mer de Glace mini|Nahaufnahme des Grenzgletschers bei Zermatt im Februar 2023 Ogiven sind nach dem gleichnamigen gotischen Stilelement benannte regelmäßige Hell-Dunkel-Muster quer zur Fließrichtung. Diese Streifenmuster bilden sich unterhalb mancher Eisbrüche aus, wenn die Durchlaufzeit des Eises im Bruch in etwa mit einem ungeraden Vielfachen eines halben Jahres übereinstimmt.