Landslide mapping in Switzerland with ENVISAT ASAR

In the frame of the IGARSS 2012 special session on ENVISAT the landslide mapping activities in Switzerland using ENVISAT ASAR data are presented. Between 2005 and 2010 the building up of a well suited archive over the Swiss Alps was realized through programming of all IS2 mode data during the snow free period. In recent years DINSAR and PSI based landslide inventory and monitoring products started to play an important role in the updating of hazard maps

Spatio-temporal variations of rockfall activity into forests results from tree-ring and tree analysis

Steinschlag stellt einen der am häufigsten in Gebirgsregionen auftretenden geomorphologischen Prozesse dar und wurde daher in der Vergangenheit ausgiebig studiert. Trotzdem bleiben detaillierte Kenntnisse zur Steinschlagfrequenz (wie häufig), zu Steinschlagvolumen (wie gross), zu räumlichen Mustern (wo) oder zur Jahreszeitlichkeit (wann) der Steinschlagaktivität die Ausnahme und Angaben zumeist nur sehr fragmentarisch. Ebenso wurden Jahrringanalysen bislang nur in wenigen Ausnahmen herangezogen, um die vergangene Steinschlagaktivität zu untersuchen. Es ist daher das Ziel dieser Arbeit, (i) saisonale Unterschiede in der Steinschlagaktivität festzulegen und (ii) räumlichzeitliche Variationen in der Steinschlagaktivität mit dendrochronologischen Untersuchungen zu durchleuchten. Daneben wurden die vertikale Verteilung und die Sichtbarkeit von Steinschlagverletzungen auf der Stammoberfläche betrachtet, bevor Stärken und Schwächen der Dendrochronologie im Bereich der Steinschlagforschung mit zahlreichen Datensätzen existierender Studien evaluiert wurden. In einer ersten Untersuchung wurden 270 Stammscheiben von 18 juvenilen Lärchen (Larix decidua) aufbereitet, um saisonale Unterschiede in der Steinschlagaktivität auf einem bewaldeten Hang im Täschgufer (Täsch, Schweizer Alpen) zu studieren. Basierend auf einem Ansatz, der bislang nur in der Waldbrandforschung zur Anwendung kam, wurde die Position von Kallusgewebe und traumatischer Harzkanalreihen innerhalb des Jahrrings bestimmt und daraus die Jahreszeitlichkeit der Ereignisse abgeleitet. Die Ergebnisse zeigen deutliche saisonale Unterschiede bezüglich der Steinschlagaktivität, wobei Verletzungen während der Vegetationsperiode (Anfang Juni bis Mitte Oktober) eindeutig die Ausnahme bilden (12%). Im Gegensatz dazu können 88% der Verletzungen der winterlichen Wachstumspause zugeordnet werden, welche lokal von Mitte Oktober bis Ende Mai andauert. Direkte Beobachtungen am Hang bestätigen diese Resultate und deuten überdies darauf hin, dass die Aktivität im April und Mai am ausgeprägtesten sein dürfte. Während dieser Periode nimmt die globale Sonneneinstrahlung am westexponierten Hang des Täschgufer kontinuierlich zu und vermag so die Eislinsen aufzutauen, die durch das Gefrieren von Schmelzwasser in den Spalten und Rissen der Anrisszonen gebildet werden konnten. Im Gegensatz dazu scheint die Steinschlagaktivität im Täschgufer weder durch Sommergewitter noch durch anhaltende Niederschläge im Herbst beeinflusst zu werden. In einer zweiten Untersuchung wurden im Täschgufer an 135 stark verletzten Lärchen 564 Bohrkerne gezogen, um langfristige Veränderungen in räumlichzeitlichen Steinschlagmustern festzustellen. Die Untersuchungen umfassten vier Jahrhunderte (1600-2002) und ermöglichten die jahrgenaue Rekonstruktion von 741 Wachstumsstörungen in der Form von Verletzungen, traumatischen Harzkanalreihen, Reaktionsholz oder abrupten Wachstumsänderungen. Räumliche Analysen zeigten klar auf, dass Steinschlag während der letzten 400 Jahre immer wieder auftrat, wobei die Bäume in der südlichen Hälfte des Hanges regelmässiger von Steinschlag beeinflusst wurden, teils sogar mehr als einmal pro Jahrzehnt. Im Gegensatz dazu wurden die Bäume in der nördlichen Hälfte des Untersuchungsgebiets weniger häufig durch Steinschlag gestört, was die Wiederkehrdauer zwischen zwei Steinschlagereignissen lokal auf mehr als 150 Jahre anwachsen liess. Des weiteren fällt auf, dass sich Steinschlag in der Vergangenheit vorab mittels kleinvolumiger aber hochfrequenter Ereignisse manifestierte. Die Ausnahme bildet das Jahr 1720, als durch ein grossvolumiges Ereignis der Waldrand im südlichen Bereich des Hanges umgeschlagen und der Waldbestand weitestgehend eliminiert wurde. Der aufwachsende Wald hat sich im Anschluss an das Ereignis jedoch wieder erholt und konnte dadurch seine Schutzfunktion je länger je besser wieder wahrnehmen, was sich unter anderem auch in einer Reduktion der rekonstruierten Steinschlagrate im Südsektor zwischen 1740 und 1990 um den Faktor 13 auswirkt. Danach wurden im Altdorfer Bannwald (Altdorf, Schweizer Voralpen) drei ausgewachsene Bäume (Abies alba, Fagus sylvatica, Picea abies) gefällt und die vertikale Verteilung sowie die Sichtbarkeit von Steinschlagschäden am Baum untersucht. Für die Analyse vergangener Schäden wurden zwischen dem Stammanlauf und der Krone alle paar Zentimeter Stammscheiben gesägt, insgesamt 307. Aus den Resultaten der Untersuchung geht hervor, dass die Höhenverteilung der Schäden in Zusammenhang stehen dürfte mit der Grösse der Steine und Blöcke, der Hangneigung und dem Waldbestand. Infolgedessen lassen sich Schäden sowohl in Bodennähe wie auch auf über neun Metern Höhe erkennen. Schliesslich wurden – basierend auf den Resultaten aus dem Altdorfer Bannwald – Schwachpunkte, Möglichkeiten und Grenzen der Rekonstruktion von Steinschlagereignissen mit Jahrringanalysen unter die Lupe genommen. Die Untersuchung ging davon aus, dass Steinschlagschäden sehr viel zufälliger auf verschiedene Bäume verteilt sind und in sehr viel stärker variierenden Höhen auftreten als etwa Wunden, die durch das Auftreten von Fliessprozessen wie Überschwemmung, Nassschneelawine oder Murgang entstehen können. Nebst der vertikalen Verteilung der Schäden wurde anhand bestehender Daten aus den Schweizer Voralpen und Alpen unter anderem auch der Anteil der von aussen sichtbaren Schäden mit der Gesamtzahl der im Jahrringbild rekonstruierbaren Wunden verglichen. In ähnlicher Weise wurde danach versucht, den Prozentsatz der Verletzungen festzulegen, der erfasst werden kann, falls anstelle des ganzen Baumes nur eine einzelne Stammscheibe untersucht wird. Die Resultate der Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Prozentsatz ‘unsichtbarer’ Schäden im wesentlichen von artspezifischen Borkeneigenschaften, jährlichen Zuwachsraten, dem Baumalter und dem Baumdurchmesser sowie von der Grösse des Steinschlags abhängen. Dies hat zur Folge, dass in einzelnen Baumarten nur 15% der Schäden von aussen nicht mehr sichtbar sind, während in anderen 90% nur mehr durch Jahrringanalysen festgestellt werden können. Das Studium einzelner Scheiben auf einer durch das äussere Erscheinungsbild des Stammes vorgegebenen ‘Testhöhe’ zeigt zudem auf, dass mit nur einer Scheibe pro Baum im besten Fall 13 bis 35% aller Wunden erfasst werden können. Eine wesentliche Verbesserung der Resultate kann jedoch erreicht werden, wenn weitere Indikatoren für die Präsenz von vergangener Steinschlagaktivität herangezogen werden, wie etwa Reaktionsholz, abrupte Wachstumseinbrüche oder – falls vorhanden – traumatische Harzkanalreihen. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die vorliegende Arbeit Einblicke zu Möglichkeiten und Grenzen der Jahrring-Steinschlag-Forschung schuf und umfassende Daten zur Jahreszeitlickeit, Frequenz und Magnitude der Steinschlagaktivität sowie der Sichtbarkeit und vertikalen Verteilung von Steinschlagschäden auf der Stammoberfläche lieferte. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Methoden konnten seither auf einem anderen Standort erfolgreich angewandt. Trotzdem sind weitere Untersuchungen zur Jahrring-Steinschlag-Forschung im Allgemeinen und zur vergangenen Aktivität im Täschgufer im Speziellen unerlässlich, da die gewählten Analysemethoden weiter ausgebaut und nicht zuletzt auch der Einfluss von Erdbeben oder Klimafluktuationen auf die Steinschlagaktivität im Detail untersucht werden sollten.Rockfall represents one of the most common geomorphological processes in mountain regions and has extensively been studied in the past. Nonetheless, detailed data on frequencies (how often), volumes (how large), spatial distributions (where) or the seasonality (when) of rockfall activity remain scarce and most of the time fragmentary. Similarly, tree-ring analysis has only exceptionally been used to investigate past rockfall activity. It was therefore the aim of this study to (i) assess intra-annual differences in rockfall activity and (ii) to investigate spatial and decadal fluctuations of rockfall activity on forested slopes with dendrochronological analysis. Furthermore, the vertical distribution of scars was investigated and the visibility of scars determined, before other strengths and weaknesses of dendrochronology in rockfall research were evaluated with extensive datasets from existing studies. Firstly, 270 stem discs from 18 juvenile Larix decidua trees were prepared to study 25 years of intraseasonal differences in rockfall activity on a forested slope at Täschgufer (Täsch, Swiss Alps). Based on approaches used to date past forest fires, the position of callous tissue and resin ducts has been assessed within the tree ring as to determine the intra-seasonal timing of events. Results show distinct differences in rockfall activity, indicating that rockfall is scarce during the vegetation period (12%), which locally lasts from early June through mid October. In contrast, 88% of the impacts occur during the winter dormancy of trees between mid October and the end of May. Direct observations on the slope confirm the results, indicating that rockfall activity would be highest around April and May, when global insulation on the westfacing slope gradually rises and ice lenses formed from meltwater slowly disappear in the joints and fissures of the rockfall source areas. In contrast, rockfall seems to be neither influenced by thunderstorms in summer nor abundant rainfall in autumn. Secondly, 564 increment cores from 135 severely injured Larix decidua trees have been sampled at Täschgufer to investigate long-term spatial and temporal variations of rockfall activity. The analysis covers four centuries (1600–2002) and allowed reconstruction of 741 growth disturbances such as scars, traumatic rows of resin ducts, reaction wood and abrupt growth changes. Spatial analysis clearly shows that evidence from past rockfall events can commonly be found in trees located in the southern part of the slope, where they recurred more than once per decade. In contrast, trees in the northern part were less frequently disturbed by rockfall and locally define recurrence intervals of more than 150 years. Throughout the last four centuries, rockfall has caused growth disturbances to the trees sampled on the slope, most frequently in the form of low magnitude-high frequency events. In addition, analysis allowed identification of one high magnitude-low frequency event in 1720, which displaced the forest fringe of the northern sector a considerable distance downslope and eliminated an entire forest stand. Data further show that the forest recolonizing the southern sector after the 1720 event gradually improved its protective function, reducing the rate of reconstructed rockfall activity by a factor of 13 between the 1740s and the 1990s. Thirdly, three adult trees (Abies alba, Fagus sylvatica, Picea abies) have been felled in the Altdorfer Bannwald (Altdorf, Swiss Prealps) as to investigate the height distribution and visibility of impacts (scars) on trees. Past impacts on trees were analyzed with 307 cross-sections taken every few centimeters between the stem’s base and its crown. Results demonstrate that impact heights of rockfall fragments on trees largely vary depending on the diameter of rockfall fragments, the slope gradient as well as the forest cover. As a consequence, scars were identified at heights ranging from almost 0 to more than 900 cm above ground. Lastly and based on the results obtained from the three adult trees gathered at Altdorfer Bannwald, methodological difficulties, possibilities and limits of tree-ring analysis in rockfall research have been investigated. The study has been based on the idea that – in contrast to other hazardous processes such as debris flows, floods or wet snow avalanches – scars caused by rockfall activity are more randomly distributed on trees and may occur at largely varying heights. As a consequence, data gathered from nine different datasets in the Swiss Alps and Prealps have been analyzed in order to determine inter alia the percentage of scars remaining visible on the stem surface. Similarly, the number of scars reconstructed on entire trees has been compared to the events identified on only one cross-section or a series of increment cores taken at the height with a maximum number of wounds (i.e. test height) visible on the stem. Data indicate that the amount of overgrown scars would much depend on the bark properties of the species, yearly increment rates, the age of the tree, tree diameter as well as the size of rockfall fragments, resulting in an amount of ‘blurred evidence’ ranging from 15 to 90%. Analysis of single cross-sections at a given ‘test height’ indicates that, at best, 13 to 35% of the scars occurring on the entire tree can be detected. Data further suggest that the amount of events reconstructed at this ‘test height’ can be considerably improved as soon as other growth disturbances such as reaction wood, abrupt growth reductions or – if existing – traumatic rows of resin ducts are considered as well. In conclusion, new insights about possibilities and limitations of tree ring-rockfall research have been gained in this thesis and comprehensive data obtained on the seasonality, frequency or magnitude of rockfall activity as well as the vertical distribution and visibility of scars on stem surfaces. Replicate studies have since proved the general applicability of the approaches developed. Nonetheless, further research is needed in general and at Täschgufer in particular, as there is potential for improvements and further research, namely on earthquake-rockfall or climate-rockfall interactions

Distinguishing ice-rich and ice-poor permafrost to map ground temperatures and ground ice occurrence in the Swiss Alps

Mountain permafrost is invisible, and mapping it is still a challenge. Available permafrost distribution maps often overestimate the permafrost extent and include large permafrost-free areas in their permafrost zonation. In addition, the representation of the lower belt of permafrost consisting of ice-rich features such as rock glaciers or ice-rich talus slopes can be challenging. These problems are caused by considerable differences in genesis and thermal characteristics between ice-poor permafrost, occurring for example in rock walls, and ice-rich permafrost. While ice- poor permafrost shows a strong correlation of ground temperature with elevation and potential incoming solar radiation, ice-rich ground does not show such a correlation. Instead, the distribution of ice-rich ground is controlled by gravitational processes such as the relocation of ground ice by permafrost creep or by ground ice genesis from avalanche deposits or glacierets covered with talus. We therefore developed a mapping method which distinguishes between ice-poor and ice-rich permafrost and tested it for the entire Swiss Alps. For ice-poor ground we found a linear regression formula based on elevation and potential incoming solar radiation which predicts borehole ground temperatures at multiple depths with an accuracy higher than 0.6 ∘C. The zone of ice-rich permafrost was defined by modelling the deposition zones of alpine mass wasting processes. This dual approach allows the cartographic representation of permafrost-free belts, which are bounded above and below by permafrost. This enables a high quality of permafrost modelling, as is shown by the validation of our map. The dominating influence of the two rather simple connected factors, elevation (as a proxy for mean annual air temperature) and solar radiation, on the distribution of ice-poor permafrost is significant for permafrost modelling in different climate conditions and regions. Indicating temperatures of ice- poor permafrost and distinguishing between ice-poor and ice-rich permafrost on a national permafrost map provides new information for users

In situ observations of the Swiss periglacial environment using GNSS instruments

Monitoring of the periglacial environment is relevant for many disciplines including glaciology, natural hazard management, geomorphology, and geodesy. Since October 2022, Rock Glacier Velocity (RGV) is a new Essential Climate Variable (ECV) product within the Global Climate Observing System (GCOS). However, geodetic surveys at high elevation remain very challenging due to environmental and logistical reasons. During the past decades, the introduction of low-cost global navigation satellite system (GNSS) technologies has allowed us to increase the accuracy and frequency of the observations. Today, permanent GNSS instruments enable continuous surface displacement observations at millimetre accuracy with a sub-daily resolution. In this paper, we describe decennial time series of GNSS observables as well as accompanying meteorological data. The observations comprise 54 positions located on different periglacial landforms (rock glaciers, landslides, and steep rock walls) at altitudes ranging from 2304 to 4003 ma.s.l. and spread across the Swiss Alps. The primary data products consist of raw GNSS observables in RINEX format, inclinometers, and weather station data. Additionally, cleaned and aggregated time series of the primary data products are provided, including daily GNSS positions derived through two independent processing tool chains. The observations documented here extend beyond the dataset presented in the paper and are currently continued with the intention of long-term monitoring. An annual update of the dataset, available at https://doi.org/10.1594/PANGAEA.948334 (Beutel et al., 2022),​​​​​​​ is planned. With its future continuation, the dataset holds potential for advancing fundamental process understanding and for the development of applied methods in support of e.g. natural hazard management

Landslide databases in the Geological Surveys of Europe

Acceso electrónico sólo desde el IGMELandslides are one of the most widespread geohazards in Europe, producing significant social and economic impacts. Rapid population growth in urban areas throughout many countries in Europe and extreme climatic scenarios can considerably increase landslide risk in the near future. Variability exists between European countries in both the statutory treatment of landslide risk and the use of official assessment guidelines. This suggests that a European Landslides Directive that provides a common legal framework for dealing with landslides is necessary. With this long-term goal in mind, this work analyzes the landslide databases from the Geological Surveys of Europe focusing on their interoperability and completeness. The same landslide classification could be used for the 849,543 landslide records from the Geological Surveys, from which 36% are slides, 10% are falls, 20% are flows, 11% are complex slides, and 24% either remain unclassified or correspond to another typology. Most of them are mapped with the same symbol at a scale of 1:25,000 or greater, providing the necessary information to elaborate European-scale susceptibility maps for each landslide type. A landslide density map was produced for the available records from the Geological Surveys (LANDEN map) showing, for the first time, 210,544 km2 landslide-prone areas and 23,681 administrative areas where the Geological Surveys from Europe have recorded landslides. The comparison of this map with the European landslide susceptibility map (ELSUS 1000 v1) is successful for most of the territory (69.7%) showing certain variability between countries. This comparison also permitted the identification of 0.98 Mkm2 (28.9%) of landslide-susceptible areas without records from the Geological Surveys, which have been used to evaluate the landslide database completeness. The estimated completeness of the landslide databases (LDBs) from the Geological Surveys is 17%, varying between 1 and 55%. This variability is due to the different landslide strategies adopted by each country. In some of them, landslide mapping is systematic; others only record damaging landslides, whereas in others, landslide maps are only available for certain regions or local areas. Moreover, in most of the countries, LDBs from the Geological Surveys co-exist with others owned by a variety of public institutions producing LDBs at variable scales and formats. Hence, a greater coordination effort should be made by all the institutions working in landslide mapping to increase data integration and harmonization.Earth Observation and Geohazards Expert Group (EOEG), EuroGeoSurveys, the Geological Surveys of Europe, BélgicaGeohazards InSAR Laboratory and Modeling Group, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaRisk and Prevention Division, Bureau de Recherches Géologiques et Minières, FranciaEngineering Geology Department, Institute of Geology and Mineral Exploration, GreciaGeoHazard team, Geological Institute of Romania, RumaníaGeological Survey of Slovenia, EsloveniaCroatian Geological Survey, CroaciaItalian Institute for Environmental Protection and Research, Geological Survey of Italy, ItaliaSwiss Federal Office for the Environment, SuizaGeological Survey of Austria, AustriaPolish Geological Institute, National Research Institute, PoloniaGeological Survey of Ireland, IrlandaCzech Geological Survey, República ChecaFederal Institute for Geosciences and Natural Resources, AlemaniaGeological Survey of Norway, NoruegaCyprus Geological Survey, ChipreGeological Survey of Sweden, SueciaInstitut Cartogràfic i Geològic de Catalunya, EspañaBritish Geological Survey, Reino UnidoGeological Survey of Slovakia, EslovaquiaGeological Survey of Lithuania, LituaniaFederalni zavod za geologiju, Bosnia y HerzegovinaGeological Survey of Estonia, EstoniaLaboratório Nacional de Energia e Geologia, PortugalGeological Survey of Hungary, HungríaNorwegian Water and energy Directorate of Norway, Norueg

Interpretation of Aerial Photographs and Satellite SAR Interferometry for the Inventory of Landslides

Abstract: An inventory of landslides with an indication of the state of activity is necessary in order to establish hazard maps. We combine interpretation of aerial photographs and information on surface displacement from satellite Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry for mapping landslides and intensity classification. Sketch maps of landslides distinguished by typology and depth, including geomorphological features, are compiled by stereoscopic photo-interpretation. Results achieved with differential SAR interferometry (InSAR) and Persistent Scatterer Interferometry (PSI) are used to estimate the state of activity of landslides around villages and in sparsely vegetated areas with numerous exposed rocks. For validation and possible extension of the inventory around vegetated areas, where InSAR and PSI failed to retrieve displacement information, traditional monitoring data such as topographic measurements and GPS are considered. Our results, covering extensive areas, are a valuable contribution towards the analysis of landslide hazards in areas where traditional monitoring techniques are sparse or unavailable. In this contribution we discuss our methodology for a study area around the deep-seated landslide in Osco in southern Switzerland

Instabilité de terrain dans les Préalpes fribourgeoises (Suisse) au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène: influence des changements climatiques, des fluctuations de la végétation et de l'activité humaine

L'accroissement des fréquences et de l'impact de processus d'instabilités de terrain tels que des coulées de boue, laves torrentielles, glissements de terrain ou éboulements, au cours de la dernière décennie, a démontré la nécessité de mieux connaître les causes et la dynamique de ces processus. Ce travail de recherche s'inscrit dans une démarche visant à préciser les relations complexes ayant existé, au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène, entre l'occurrence de phénomènes instables et les fluctuations de paramètres externes défavorables, tels que le climat, la végétation ou encore l'influence anthropique. Diverses méthodes ont été appliquées dans le but de collecter des données relatives à l'activité des instabilités de terrain d'une part, et des précisions quant aux fluctuations des conditions paléoenvironnementales d'autre part. Six sites d'étude, localisés dans les Préalpes fribourgeoises, ont permis d'établir de riches données sur l'activité des instabilités de terrain depuis le retrait glaciaire. Il s'agit des localités du Hohberg, de Falli Hölli, de Schlossisboden et de la Pürrena, situées à proximité du Lac Noir, et des localités de Villarbeney et de Jaun. Sur chaque site, une prospection a été réalisée afin de collecter des échantillons de bois préservés à l'intérieur de masses instables. Au total, 69 échantillons ont pu être datés sur l'ensemble des sites, avec toutefois une majorité de datations provenant des localités du Hohberg, de Falli Hölli et de Schlossisboden. Deux méthodes de datation ont été appliquées sur les échantillons, en fonction du volume et de l'état de préservation des bois collectés. Il s'agit de la dendrochronologie, réalisée sur des troncs bien préservés et exposant des séquences de cernes suffisamment longues, et de la datation au radiocarbone, effectuée sur les échantillons ne pouvant convenir à une analyse dendrochronologique. Une série inédite de 69 datations associées à des processus d'instabilités de terrain a ainsi pu être établie pour les Préalpes fribourgeoises. L'interprétation de chaque datation en terme d'événement d'instabilité a permis de mettre en évidence l'existence de phénomènes récurrents de coulées de boue, laves torrentielles et glissements de terrain sur les versants étudiés au fil des siècles et millénaires passés. La morphologie et le paysage actuels des sites se sont mis en place par la succession de multiples événements instables au cours des derniers 15'000 ans. Les sites restent toutefois soumis à de constantes modifications liées à l'existence de phénomènes d'instabilités de terrain actuels. La mise en commun de toutes les datations réalisées sur les sites d'étude permet de définir une chronologie de l'activité des instabilités de terrain durant le Tardiglaciaire et l'Holocène. En effet, la distribution des événements instables au cours du temps n'est pas homogène. Elle détermine de nettes concentrations d'activité durant certaines périodes, tandis que d'autres intervalles de temps sont caractérisés par des absences ou des fréquences très basses de mouvements de terrain. Quatre périodes d'activité élevée des instabilités de terrain ont pu être définies. Il s'agit des intervalles de temps suivants: 11000-10250, 6250-4800, 3600-2100 et 1700-300 cal BP. Cette chronologie d'événements instables dans les Préalpes fribourgeoises constitue une base de données unique et de haute qualité, en raison du nombre élevé de données qu'elle intègre, et de la grande distribution temporelle concernée. Ce travail a également permis d'accroître les connaissances sur l'activité des mouvements de terrain à l'échelle de la Suisse. En effet, de nouvelles datations provenant de sites suisses ont pu être mises en parallèles avec des données existantes, afin de définir une nouvelle chronologie des instabilités de terrain pour l'ensemble du territoire suisse. Cinq périodes de haute fréquence d'activité des mouvements de terrain sont ainsi proposées, dont les quatre plus récentes correspondent de manière synchrone avec les données des Préalpes fribourgeoises. Il s'agit des cinq intervalles de temps suivants: 14000-13000, 11600-10200, 7000-4800, 3800-2100 et 1900-150 cal BP. Ces résultats démontrent l'existence de mouvements de terrain dès le retrait glaciaire, puis au début de l'Holocène suite à la brève récurrence glaciaire du Dryas Récent, et finalement au cours de l'Holocène moyen et supérieur. Parallèlement à l’acquisition de données d’instabilités de terrain, nous avons également voulu préciser la nature des facteurs pouvant influencer de manière défavorable la stabilité des versants préalpins. Nous avons ainsi cherché à obtenir des informations paléoenvironnementales locales, pouvant être comparées avec les données d'instabilités de terrain établies pour les Préalpes fribourgeoises. L'exécution d'un forage dans les sédiments du Lac Noir (Schwarzsee) a révélé de riches informations sur l'évolution du couvert végétal et du contexte érosif des versants aux environs du lac, ainsi que sur la dynamique de peuplement. La situation géographique du lac, à proximité des principaux sites d'instabilités, a permis d'effectuer des comparaisons locales entre les enregistrements de mouvements de terrain et l'évolution de paramètres environnementaux. Des analyses palynologiques, sédimentologiques et minéralogiques, réalisées sur les sédiments lacustres, ont permis d'établir des corrélations synchrones entre des périodes de fréquences élevées d'instabilités de terrain et des phases de réduction des surfaces boisées. L'augmentation de la déforestation dès 3650 cal BP, liée à l'activité anthropique, coïncide en effet avec une croissance de la fréquence des mouvements de terrain. L'impact important de la couverture végétale sur la stabilité des versants a ainsi pu être démontré à l'échelle des Préalpes fribourgeoises. De plus, l'histoire du Lac Noir a pu être précisée, puisqu'il a été possible d'attribuer un âge d'environ 6100 cal BP à l'origine du lac. Celui-ci a donc été créé bien après le retrait glaciaire de la vallée de la Singine, par l'intermédiaire de mouvements de terrain majeurs, probablement associés au site de Schlossisboden, ayant engendré la fermeture de la vallée et la création du Lac Noir. Hormis l'influence notoire des fluctuations de la végétation et des sociétés humaines sur la stabilité des versants, le principal contrôle de l'activité des instabilités de terrain est réalisé par le climat ou plus précisément les changements climatiques. La comparaison entre les chronologies d'instabilités de terrain fribourgeoises et suisses et des enregistrements paléoclimatiques relevés dans la littérature mettent en évidence une très bonne correspondance, tout au long du Tardiglaciaire et de l'Holocène, entre des périodes de fréquences élevées d'instabilités de terrain et des phases de détérioration du climat. Ces détériorations climatiques, défavorables à la stabilité des versants, sont caractérisées par des conditions plus humides et plus froides. Ces observations permettent de considérer le climat comme facteur défavorable de premier ordre. Les données traitées dans ce travail, associées à des échelles de moyen et long termes, permettent ainsi de confirmer le rôle majeur joué par le climat dans les systèmes d'instabilités de terrain. De plus, un impact secondaire mais toutefois significatif, généré par les fluctuations de la végétation, a pu être démontré à l'échelle des Préalpes fribourgeoises. Les changements du couvert végétal sont associés aux oscillations du climat d'une part, mais également au développement de sociétés humaines. L'influence anthropique peut ainsi être considérée comme un facteur défavorable indirect mais important, dans la mesure où elle contrôle la stabilité des versants alpins et préalpins par l'intermédiaire de l'utilisation du sol.Im vergangenen Jahrzehnt verursachte eine Häufung von Hanginstabilitäten in Form von Muren, Hangrutschung und Felsstürzen verheerende finanzielle und substanzielle Schäden an Nutzfläche und Infrastruktur in verschiedenen Regionen der Schweiz. Seither wird zunehmend erkannt, wie wichtig es ist, die kurz- und langfristigen Ursachen und Auslösemechanismen dieser Ereignisse zu verstehen. Ziel dieser Arbeit ist es, die komplexen Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von Hangbewegungen und externen Parametern wie Klima, Vegetation und menschliche Einflüsse vom Spätglazial bis ins Holozän aufzuzeigen und zu analysieren. Dabei wurde ein breites Spektrum von Methoden angewandt, um Daten über fossile Hangbewegungen zu sammeln, und um die Änderungen der nacheiszeitlichen Umweltbedingungen möglichst präzise nachvollziehen zu können. Die Untersuchung von sechs ausgesuchten Lokalitäten in den Freiburger Voralpen (Hohberg, Falli Hölli, Schlossisboden, Pürrena, Villarbeney und Jaun) lieferte sehr detaillierte Informationen über die regionale Aktivität von Hangbewegungen seit dem Spätglazial. Jede Lokalität wurde zunächst prospektiert, um fossiles Holz zu sammeln, das im Rutschungskörper konserviert wurde. Je nach Probenvolumen und Erhaltungsgrad wurden die so gewonnenen 69 Holzproben mit zwei verschiedenen Methoden datiert. An gut erhaltenen Baumstämmen, die eine Jahresringabfolge von ausreichender Länge aufwiesen, wurde eine dendrochronologische Altersbestimmung durchgeführt. Liess der Zustand der Probe dies nicht zu, wurde auf die Radiokarbonmethode zurückgegriffen. Auf diese Weise konnte eine Serie von 69 Datierungen mit fossilen Hangrutschen in den Freiburger Voralpen in Zusammenhang gebracht werden. Interpretiert man die Datierungen als rutschaktive Perioden, so ergibt sich ein Bild der zeitlichen Verteilung der Aktivität von Murgängen und Hangrutschen im Verlauf der letzten Jahrhunderte und Jahrtausende. Die Morphologie und das heutige Landschaftsbild der untersuchten Lokalitäten resultieren aus der wiederholten (Re)Aktivierung/ Desaktivierung der Rutschungen im Verlauf der letzten 15000 Jahre, unterliegen aber bis zum heutigen Tage andauernder Veränderung durch rezente Hangbewegungen. Durch die Zusammenstellung aller 69 Datierungen ergibt sich eine Chronologie, welche die Aktivität der Hangbewegungen in den Freiburger Voralpen vom Spätglazial bis ins Holozän widerspiegelt. Die Verteilung der Ereignisse ist nicht homogen. Perioden hoher Aktivität wechseln sich mit Ruhepausen, bzw. Perioden sehr geringer Aktivität ab. Vier Perioden hoher Rutschungsaktivität können für das Untersuchungsgebiet definiert werden: 11000-10250, 6250-4800, 3600-2100 und 1700-300 cal BP. Diese Ereignischronologie stellt einen präzisen und für die Schweiz und Europa einzigartigen Datensatz dar, da ein langer Zeitabschnitt mit einer hohen Datendichte abgedeckt wird. Diese Arbeit liefert zugleich auch neue Erkenntnisse über Aktivitätsperioden instabiler Hänge in überregionalem Masstab. Der Vergleich der neu gewonnenen Daten mit Daten aus der Literatur führte zu einer aktualisierten Chronologie der fossilen Hangbewegungen in der gesamten Schweiz. Fünf Perioden erhöhter Rutschungsaktivität werden vorgeschlagen: 14000-13000, 11600-10200, 7000- 4800, 3800-2100 und 1900-150 cal BP, wobei die jüngeren vier Phasen mit denen aus den Freiburger Voralpen übereinstimmen. Diese Zahlen belegen verstärkte Hangbewegungen jeweils kurz nach einem Rückzug der Gletscher – am Ende der letzten Eiszeit und nach dem kurzen Gletschervorstoss der jüngeren Dryas, sowie weitere Hangbewegungen im mittleren und oberen Holozän. Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die Faktoren näher bestimmt, welche die Stabilität der voralpinen Hänge während des Spätglazials und Holozäns kontrollierten. Dazu wurden mittels einer Kernbohrung in den Sedimenten des Schwarzsees (Lac Noir) Daten, welche Änderungen der Umweltbedingungen belegen, gesammelt und mit der Chronologie der Perioden hoher Rutschungsaktivität in den Freiburger Voralpen verglichen. Die durchgeführten palynologischen, sedimentologischen und mineralogischen Analysen lieferten wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung der Vegetation, das Erosionsmuster im Einzugsgebiet des Sees, sowie die Siedlungsdynamik der Region. Die Lage des Sees in unmittelbarer Nähe des Hauptuntersuchungsgebiets erlaubt dabei den direkten Vergleich von zeitlichem Ablauf der Rutschungsgeschichte und Änderungen der Umweltbedingungen in kleinräumlichen Masstab. Es lässt sich eine gute Übereinstimmung zwischen Perioden der Reduktion der Waldfläche und Perioden erhöhter Rutschungsaktivität beobachten. So fällt z.B. die verstärkte Abholzung durch Siedler ab 3650 cal BP mit dem Beginn der lokalen Aktivitätsperiode von 3600-2100 cal BP zusammen. Der grosse Einfluss der Vegetationsdecke auf die Hangstabilität kann somit für das Beispiel der Freiburger Voralpen belegt werden. Ferner ergeben sich neue Erkenntnisse über das Alter des Schwarzsees. Die Datierung der Seentstehung auf 6100 cal BP zeigt, dass sich das Gewässer lange nachdem sich die eiszeitlichen Gletscher aus dem Tal der Sense zurückgezogen hatten vom Fuss einer grossen Rutschung aufgestaut wurde, die wahrscheinlich zum Schlossisboden-Rutschungssystem am Nordufer des Sees gehört. Noch vor dem signifikanten Einfluss von Vegetationsveränderungen und menschlicher Aktivität auf die Hangstabilität ist das Klima, bzw. Klimaveränderung der entscheidende Faktor. Der Vergleich der hier für den Raum Freiburg entwickelten Rutschungschronologie und Umweltveränderungen mit Literaturdaten aus der restlichen Schweiz zeigt vom Spätglazial bis ins Holozän einen sehr engen Zusammenhang zwischen Perioden erhöhter Rutschungsaktivität und Klimawechseln hin zu humideren und kälteren Verhältnissen. Diese Beobachtungen legen nahe, das Klima als den wichtigsten Steuerungsfaktor für Hanginstabilitäten anzusehen. Alle zusammengetragenen Daten und Interpretationen bestätigen den grossen Einfluss des Klimas auf das System Hangrutschung. Der zweite wichtige Faktor, Veränderungen der Vegetationsdecke, kann am Beispiel der Freiburger Voralpen belegt werden, wobei die Vegetation sowohl vom Klima, als auch vom Menschen direkt beeinflusst wird. Der menschliche Einfluss, d.h. Rodung und Landnutzung, kann also als indirekter, aber signifikanter Steuerungsfaktor für die Destabilisierung von Hängen aufgefasst werden.Slope instabilities such as mudflows, debris flows or landslides have lately raised much concern in Switzerland, since various major events have occurred during the last decade, resulting in major landscape disturbances, as well as costly damage to infrastructure. This demonstrated the necessity to better understand the causes and dynamics of such processes. This research work aims at defining the complex relationships that prevailed, during the Late Glacial and the Holocene, between the occurrence of mass movements and the fluctuation of external parameters such as climate, vegetation, and anthropogenic impact. Various methods were carried out in order to collect data related to slope instabilities on one hand, and to constrain the fluctuations of paleoenvironmental conditions on the other hand. The six following sites, located in the Fribourg Prealps, provided rich data on slope instabilities since glacier retreat: Hohberg, Falli Hölli, Schlossisboden, Pürrena, Villarbeney, and Jaun. Prospecting was accomplished on each site, in order to collect fossil wood buried and preserved within unstable slopes. 69 wood samples were dated by two methods, according to sample volumes and preservation. Dendrochronology was applied on well preserved trunks exposing long enough tree-ring sequences, while radiocarbon dating was carried out on samples that could not be used for dendrochronological analysis. This led to the creation of a 69-data series associated with instability processes in the Fribourg Prealps. Considering each date as an unstable event gave evidence of the existence of recurrent phenomena such as mudflows, debris flows, and landslides during the past centuries and millennia. The present morphology and landscape of all sites are the result of a succession of such instability processes over the past 15’000 cal years. However, prealpine slopes are still affected by continuous modifications, related to present slope instabilities. The sum of the 69 dates generates an event chronology reflecting the activity of mass movements during the Late Glacial and the Holocene. The distribution of instability events through time is heterogeneous. Distinct clusters of dates appear during specific periods of time, while a lack or a very low frequency of events characterizes other time intervals. Four periods of increased slope instability could be defined: 11000-10250, 6250-4800, 3600-2100 and 1700-300 cal years BP. This chronology can be considered as a unique and high-quality database in Switzerland and in Europe, since it contains a large amount of data and is associated with a large time interval covering the past 15’000 cal years. This work also leads to a better knowledge of past activity of unstable slopes in Switzerland. New original data arising from Swiss study sites, coupled with existing published results, define a new chronology of past mass movements, concerning the whole Swiss territory. Five periods characterized by increased frequencies of slope instability are distributed during the Late Glacial and the Holocene, among which the four most recent ones correspond with the Fribourg Prealps data. The five periods are: 14000-13000, 11600-10200, 7000-4800, 3800-2100 and 1900-150 cal years BP. These results give evidence of early mass movements occurring shortly after glacier retreat, as well as following the short-lived Younger Dryas glaciation. Parallel to the acquisition of data and chronologies related to slope instabilities, we also specify the nature of controlling factors that affected prealpine and alpine slope stabilities during the Late Glacial and the Holocene. We performed investigations in order to constrain local paleoenvironmental parameters that are correlated with the slope instability records of the Fribourg Prealps. A 13m-long core was drilled in the Lac Noir (Schwarzsee) sediments. Palynological, sedimentological and mineralogical analyses were carried out on the lacustrine sediments and revealed information about the evolution of the vegetation cover and erosive context of the lake’s surrounding slopes. The location of Lac Noir close to the main instability study sites allowed comparisons between the chronology of mass movements and the fluctuation of environmental parameters. Correlations could be established between periods of increased slope instability and periods associated with a reduction of wooded areas. The increase of forest clearing, starting at 3650 cal BP and related to anthropogenic activity, coincides with the beginning of enhanced frequencies of mass movements. The major influence of vegetation cover on slope stability could thus be demonstrated, at the scale of the Fribourg Prealps. Moreover, the history of the Lac Noir could be constrained and an age of about 6100 cal years BP is proposed. This result proves that Lac Noir was created long after the glaciers retreated from the Singine valley. The lake’s creation most probably resulted from major mass movements forming a dam that occurred during the mid-Holocene on the Schlossisboden site, located on the northern shore of the lake. Besides the significant influence of vegetation fluctuations and human settlements on slope stability, the major factor controlling the activity of mass movements through time is climate, or more specifically climatic changes. The comparison between Fribourg and Swiss chronologies of slope instabilities and paleoclimatic records presented in published studies gives evidence of a very close correspondance between periods of high frequencies of mass movements and periods of climate deterioration. Such deteriorations, deeply affecting slope stability, are characterized by more humid and cold conditions. Such observations allow to considerate climate as the most important controlling factor of instability phenomena. All data and interpretations presented in this research confirm the major role attributed to climate in the various processes of slope instability. Moreover, the fluctuations of vegetation can be considered as secondary controlling factors of slope instabilities in the Fribourg Prealps during Late Glacial and the Holocene. The oscillations of vegetation cover are not only associated with climate changes, but also with the development of human settlements. The anthropogenic influence can, therefore, be considered as an indirect but significant controlling factor of prealpine and alpine slope instability, since man affects slope stability and erosion processes by imposing continuous disturbances due to agriculture and land use

Analyse de l'activité de glissements de terrain et relation avec les conditions climatiques: exemples dans les Préalpes fribourgeoises (Suisse)

Les glissements de terrain profonds (> 10 m) sont généralement caractérisés par des phases d'accélération alternant avec des périodes d'accalmie, mais le plus souvent sans montrer de réelle stabilisation. Il est donc difcile d'étudier l'évolution de l'activité compte tenu de la continuité des mouvements. Pour cela, une méthode d'analyse a été mise en place an de reconnaître avec précision l'évolution récente (20ème siècle) et actuelle de l'activité d'un glissement profond, et tenter d'établir des pronostics quant à son évolution future. Cette méthode constitue une étape intermédiaire, se situant entre le travail préliminaire de reconnaissance des phénomènes instables (carte des phénomènes et de danger par exemple) et les investigations engagées lors de l'assainissement d'un site. Pour tester et valider cette méthode, trois glissements profonds, localisés dans les Préalpes fribourgeoises, ont été retenus: il s'agit du glissement du Hohberg comme de site référence ainsi que ceux de Villarbeney et de Falli Hölli pour comparaison. La reconnaissance des variations d'activité au cours du 20ème siècle a été entreprise au moyen de la dendrogéomorphologie. Une méthode d'analyse, développée dans le cadre de ce projet pour l'étude des glissements profonds, a permis de mettre en évidence non seulement l'évolution générale de l'activité des glissements mais également les variations précises de l'intensité des accélérations (à une échelle plus ou moins annuelle). Au glissement du Hohberg, une augmentation des mouvements a été observée au début des années 1950 et, depuis le milieu des années 1980, les accélérations se sont intensiées; les années les plus actives étant 1987-88, 1994, 1995 et 1999. Cette même analyse effectuée sur le glissement de Villarbeney a également indiqué un accroissement de l'activité au cours des années 1950. En revanche, le couloir principal de ce glissement a montré un réel ralentissement depuis les années 1980, vraisemblablement occasionné par des travaux d'assainissement. Quant au glissement de Falli Hölli, les variations d'activité enregistrées au cours du 20ème siècle ont révélé des similitudes évidentes avec celles du Hohberg, du moins jusqu'en 1994. En effet, le glissement de Falli Hölli a subi une crise catastrophique au printemps 1994 qui l'a conduit, par la suite, à un état de relative "passivité". En outre, des mesures de déplacements ont été effectuées an de déterminer avec exactitude le moment du déclenchement des accélérations. Sur le glissement du Hohberg, une accélération majeure survenue en hiver-printemps 1999 a pu être intégralement suivie, grâce entre autres à l'utilisation d'un appareil de mesures laser qui enregistre des distances en continu (DICLAS). De même, sur le glissement de Falli Hölli, des mesures GPS très rapprochées ont permis de dénir avec précision l'évolution des vitesses caractérisant la crise catastrophique de 1994. Les données d'activité récente et actuelle ont ensuite été confrontées aux principaux paramètres climatiques susceptibles d'avoir une inuence sur la stabilité. Il s'agit des précipitations (brutes et efcaces), de la température ainsi que des chutes de pluie et de neige. Les essais de corrélation ont été réalisés à trois échelles temporelles distinctes, à savoir le moyen (échelle pluriannuelle), le court (échelle saisonnière à annuelle) et le très court terme (échelle journalière à mensuelle). Au niveau du moyen terme, le lien entre l'activité générale du glissement et l'évolution des conditions climatiques a été déni pour une période de 20 ans au glissement du Hohberg, de 15 ans à Falli Hölli et de 8 ans à Villarbeney. Ces résultats démontrent la grande sensibilité du glissement de Villarbeney à l'égard des variations climatiques, probablement due à la présence d'une masse active moins volumineuse et un bassin versant moins étendu qui diminue le temps de transit de la recharge du glissement en eaux souterraines. Sur le site du Hohberg, les précipitations et les pluies annuelles ont été reconnues comme étant les paramètres climatiques les plus inuents sur l’évolution de l’activité. Par ailleurs, l’inuence des précipitations et des pluies hivernales a également été démontrée. En revanche, l’incidence des variations des chutes de neige est minime, ou en tout cas largement moins marquée que celle des pluies. Quant aux températures, les corrélations ont mis en évidence un lien très probable entre l’augmentation de l’activité et le réchauffement sur le moyen terme. En ce qui concerne le glissement de Falli Hölli, les essais de corrélations ont révélé des inuences quasi identiques, à l'exception du fait qu'aucun lien préférentiel n'a été établi entre les chutes de pluie et de neige. Quant au glissement de Villarbeney, la principale différence observée concerne l'absence de corrélation avec les températures. L'étude de l'inuence des variations de court terme a démontré que seules les précipitations et les pluies avaient une incidence certaine sur les phases d’accélération majeure du glissement du Hohberg, et ceci tant au niveau des conditions estivales que hivernales. En revanche, la neige et la température indiquent clairement une inuence moindre. Cette tendance, valable également pour le site de Falli Hölli, n'a toutefois pas été reconnue au glissement de Villarbeney qui semble peu inuencé par les variations climatiques de court terme. Des conditions de très court terme propices au déclenchement d'une accélération ont été observées lors de l'accélération de 1999 du glissement du Hohberg et durant l'événement catastrophique de Falli Hölli en 1994. Dans les deux cas il s'agissait de conditions printanières défavorables où des périodes de fonte ont été associées à des chutes de pluies. Dans ce cas, tous les paramètres climatiques prédénis peuvent être considérés comme inuents sur la stabilité du glissement. L'étape ultime de cette étude s'est concentrée sur les prévisions de l'évolution des glissements pour le 21ème siècle. Les résultats, basés sur les scénarios de l'IPCC (2001; OcCC, 2002) ont indiqué une tendance défavorable pour les glissements du Hohberg et de Falli Hölli. Toutefois, une interrogation subsiste concernant l'incidence de la probable disparition du manteau neigeux à moyen terme. Il a été supposé que l'augmentation de la température prévue pour 2050, estimée à 1.5 – 2 °C, ne soit pas sufsante pour faire disparaître entièrement le manteau neigeux hivernal. Par conséquent, la présence de fonte massive peut être préservée. En revanche, après 2050, il est probable que le réchauffement implique la disparition quasi complète du stock neigeux, annulant ainsi les conditions de fonte printanière. Quant au glissement de Villarbeney, la tendance évolutive a été moins bien établie, notamment en raison du problème lié au réchauffement hivernal.Tiefgründige Rutschungen (Scherhorizont tiefer als 10 m) zeichnen sich in der Regel durch alternierende Beschleunigungs- und Ruhephasen aus, zeigen aber nur selten länger andauernde Perioden wirklicher Stabilität. Da diese kontinuierliche Bewegung eine exakte Untersuchung der Entwicklung der Rutschaktivität erschwert, wurde eine neue Methodik entwickelt, um die subrezente (20. Jh.) und aktuelle Aktivitätsentwicklung tiefgründiger Rutschungen präzise nachzuvollziehen, sowie deren zukünftiges Verhalten vorhersagen zu können. An der Schnittstelle von Rutschungsklassizierung (z.B. Phänomen- und Gefährdungskarten) und Stabilitätsuntersuchungen angesiedelt, wurde die entwickelte Methodik an drei tiefgründigen Rutschungen in den Freiburger Voralpen getestet. Die Rutschung Hohberg diente dabei als Referenzlokalität, mit der die Rutschungen Villarbeney und Falli Hölli verglichen wurden. Die subrezenten Variationen der Rutschungsaktivität wurden durch dendrogeomorphologische Analysen ermittelt. Diese neu entwickelte Untersuchungsmethode ermöglicht nicht nur die Rekonstruktion des generellen zeitlichen Ablaufs der Rutschaktivität, sondern darüber hinaus auch das Erfassen von Änderungen der Rutschgeschwindigkeit auf annähernd ein Jahr genau. In Hohberg lässt sich eine Verstärkung der Hangbewegungen zu Beginn der 50er Jahre, sowie eine weitere Intensivierung der Beschleunigung seit Mitte der 80er Jahre nachweisen, mit Spitzenwerten in den Jahren 1987-88, 1994, 1995 und 1999. Die Rutschung Villarbeney zeigt ebenfalls ein Anwachsen der Aktivität im Laufe der 50er Jahre. Im Hauptkorridor dieser Rutschung nimmt die Aktivität dagegen seit den 80er Jahren ab, was sich wahrscheinlich auf den Erfolg von Hangstabilisierungsarbeiten zurückführen lässt. Der Aktivitätsverlauf der Rutschung Falli Hölli während des 20. Jh. zeigt klare Parallelen mit der Referenzlokalität Hohberg, allerdings nur bis 1994. Im Frühjahr dieses Jahres ereignete sich in Falli Hölli eine Krise katastrophalen Ausmasses, seitdem bendet sich die Rutschung in einem „passiven“ Zustand. Ausserdem wurden in-situ Bewegungsmessungen durchgeführt, welche das exakte Erfassen von Beschleunigungsphasen erlaubten. In Hohberg ereignete sich im Winter/Frühjahr 1999 eine bedeutende Beschleunigung, die mit einem kontinuierlich aufzeichnenden Laser-Abstandsmessgerät (DICLAS) lückenlos dokumentiert werden konnte. Ebenso erlaubte eine Serie von in sehr kurzen Zeitabständen wiederholten GPS-Messungen die präzise Rekonstruktion des Geschwindigkeitsverlaufs der Rutschung Falli Hölli im Katastrophenfrühjahr 1994. Die gesammelten Daten über rezente Aktivität, bzw. Aktivitäten in der jüngeren Vergangenheit wurden mit den wichtigsten klimatischen Parametern – Niederschlagsmenge (brutto und effektiv, Schnee oder Regen) und Temperatur – verglichen, welche potentiell einen Einuss auf die Hangstabilität haben. Die Korrelationen wurden für drei verschiedene Zeitmassstäbe durchgeführt: mittelfristig (mehrere Jahre), kurzfristig (mehrere Monate bis ein Jahr) und sehr kurzfristig (Tage bis Monate). Der mittelfristige Zeitmassstab für die Zusammenhänge zwischen genereller Rutschungsaktivität und Klimabedingungen wurde für die Lokalität Hohberg auf eine Zeitspanne von 20 Jahren deniert, für Falli Hölli auf 15 und für Villarbeney auf 8 Jahre. Darin spiegelt sich die höhere Empndlichkeit der Rutschung Villarbeney gegenüber klimatischen Bedingungen wider, die wahrscheinlich im kleineren Volumen der aktiven Rutschmasse und einem kleineren Einzugsgebiet (was zu geringerer Inltration führt) begründet ist. In Hohberg wurden die jährlichen Niederschlags- und Regenmengen als wichtigste klimatische Einüsse auf die Rutschaktivität bestimmt. Ausserdem konnte auch die Bedeutung von Winterniederschlags- und Winterregenmengen gezeigt werden. Betrachtet man den Einuss der Temperatur, so zeigen die Korrelationen für den mittelfristigen Zeitmassstab einen klaren Zusammenhang zwischen verstärkter Rutschaktivität und klimatischer Erwärmung. Für die Lokalität Falli Hölli belegen die Korrelationen fast identische Reaktionen auf die klimatischen Signale, allerdings scheinen hier, im Unterschied zu Hohberg, die jährliche Schnee- und die Regenmenge nicht als getrennte Einussfaktoren zu wirken. In Villarbeney lässt sich kein nachweisbarer Zusammenhang zwischen Rutschaktivität und Temperatur nachweisen. Die Untersuchung der kurzfristigen Einüsse ergab, dass in diesem Zeitmassstab nur die Niederschlags- und Regenmenge in eindeutigem Zusammenhang mit bedeutenden Beschleunigungsphasen der Rutschung Hohberg stehen. Schneemenge und Temperatur haben dagegen nur untergeordnete Bedeutung. Dieser, auch für die Rutschung Falli Hölli gültige, generelle Trend zeigt sich in der Rutschung Villarbeney nicht; diese wird von kurzfristigen Klimaschwankungen anscheinend weniger stark beeinusst. Die Beschleunigung der Rutschung Hohberg 1999, wie auch die katastrophalen Ereignisse in Falli Hölli 1994, waren an spezische klimatische Ereignisse (sehr kurzfristiger Zeitmassstab) gekoppelt. In beiden Fällen el die Schneeschmelze mit starken Regenfällen zusammen, was unmittelbar zur Auslösung der Hangbewegungen führte. Hierbei können alle untersuchten klimatischen Parameter als negative Einussfaktoren auf die Hangstabilität angesehen werden. Im abschliessenden Teil dieser Arbeit wird eine Vorhersage der weiteren Entwicklung der untersuchten Rutschungen für das 21. Jh. versucht. Basierend auf den IPCC-Szenarios (IPCC, 1999; OcCC, 2002) ergibt sich ein unvorteilhafter Verlauf für die Rutschungen Hohberg und Falli Hölli, wobei der Einuss des wahrscheinlichen, mittelfristigen Abnehmens der Schneedecke jedoch nur schwer abzuschätzen ist. Von deren völligem Verschwinden kann bei einer potentiellen Erwärmung von 1.5 - 2°C bis zum Jahr 2050 noch nicht sicher ausgegangen werden. Nach 2050 dagegen ist es durchaus möglich, dass es bei fortgesetzter Erwärmung nicht mehr zur Ausbildung einer winterlichen Schneedecke kommen und somit der negative Effekt der Schneeschmelze im Frühjahr wegfallen wird. Eine Vorhersage der weiteren Entwicklung der Rutschung Villarbeney ist, speziell aufgrund der Unsicherheiten über den Verlauf der winterlichen Erwärmung, wesentlich schwieriger.Deep landslides (> 10 m) are generally characterized by phases of acceleration alternating with periods of lull, but most often lack real stabilization. Due to the continuous movement, it is difcult to evaluate the evolution of the activity. Therefore, a new methodology has been developed in order to precisely identify the sub-recent (20th century) and present evolution of deep landslide activity, and to establish some predictions as for its future trends. This methodology represents an intermediate step between the recognition of instabilities (e.g., phenomena and hazard mapping) and investigations toward the stabilization of sites. To test and validate this methodology, three deep landslides located in the Prealps of Fribourg have been studied: The Hohberg landslide as reference site, and, for comparison, the Villarbeney and Falli Hölli landslides. Variations in the activity during the 20th century were carried out using dendrogeomorphology. A method of analysis, developed in this project to study deep landslides, demonstrated not only a general landslide activity but also variations in accelerations of the intensity (approximately at annual scale). At the Hohberg landslide, increase of movements was observed in the beginning of the years 1950 and, since the middle of the years 1980, accelerations were intensied. The most active years were 1987-88, 1994, 1995, and 1999. The same analysis done on the Villarbeney landslide also indicated a growth of activity during the 1950. However, the main zone of this landslide showed a real decrease of the movements since the 1980, probably caused by anthropogenic inuence (stabilization works). As for the Falli Hölli landslide, variations of activity recorded during the 20th century were similar to those of the Hohberg, but only until 1994. Indeed, the Falli Hölli landslide underwent a catastrophic event in the spring 1994 and remained "passive" thereafter. Furthermore, measurements of displacements were done in order to accurately determine the phase of accelerations. At the Hohberg landslide, a major acceleration occurred in winter-springtime 1999 that can be constrained, particularly with using a laser measurement device that continuously records displacements (DICLAS). In the same way, on Falli Hölli landslide, successive GPS measurements led to precisely dene the rate of displacements during the 1994 event. The data of recent and present activity were compared to main climatic parameters that potentially inuenced the stability, namely precipitations (raw and effective), temperature as well as rainfalls and snowfalls. The correlation tests were done at three distinct temporal scales: medium (multi-year scale), short (seasonal to yearly scale) and very short term (daily to monthly scale). At the medium scale, relationships between general landslide activity and climatic conditions evolution were dened for a period of 20 years for the Hohberg landslide, 15 years for Falli Hölli, and 8 years for Villarbeney. These results demonstrated the high sensitivity of the Villarbeney landslide with regard to climatic variations, probably due to a volumetrically less active mass and a less extended watershed basin that reduced the water ow (recharge of the landslide). At the Hohberg site, yearly precipitations and rainfalls were identied as the most inuent climatic parameters on the landslide activity. Furthermore, the inuence of winter precipitations and rainfalls has been demonstrated. However, the impact of snowfall variations is minor in comparison to that of rainfalls. As for temperature, the correlations demonstrated an obvious link between increase in activity and warming on the medium scale. With regard to the Falli Hölli landslide, the tests of correlations revealed almost identical relationships, except that no preferential link has been established between the rainfalls and snowfalls. As for the Villarbeney case study, no correlation was observed between landslide activity and temperature. The study of inuence at the short-term scale demonstrated that precipitations and rainfalls had an obvious impact on the major acceleration phases of the Hohberg landslide. However, snow and temperature had a minor inuence. This general tendency, also valid for the site of Falli Hölli, has not been recognized at the Villarbeney landslide that seems less inuenced by short-term climatic variations. At the very short-term scale, specic climatic conditions were observed concerning the acceleration of the Hohberg landslide in 1999 and the catastrophic event of Falli Hölli in 1994. In both cases, melting during spring combined with rainfalls played a major role in acceleration triggering. In this case, all considered climatic parameters can be regarded as controlling factors of landslide stability. The ultimate step of this study concentrated on forecast of the evolution of the studied landslides for the 21st century. The results, based on IPCC scenarios (IPCC, 2001; OcCC, 2002) indicated unfavourable trend for the Hohberg and Falli Hölli landslides. However, the impact of the melting ice cover at the medium scale remains uncertain. It seems unlikely that temperature increase estimated at 1.5 to 2 °C for 2050 can lead to the melting of the entire winter ice cover. Therefore, massive melting can be preserved. However, after 2050, it is likely that warming can lead to the melting of the entire winter ice cover. The spring melting will, thereafter, not longer inuence the landslide activity. As for the Villarbeney landslide, the trend for the future landslide evolution cannot clearly be established, partly due to winter warming

Réactivation catastrophique du glissement de Falli-Hôlli (Préalpes fribourgeoises, Suisse)[ Catastrophic reactivation of the Falli-Hôlli Landslide (Prealps of Fribourg, Switzerland).]

In 1994, a post-glacial landslide complex was reactivated in the Prealps of Fribourg, causing the destruction of a village. The landslide mass is composed of superficial deposits (debris-flows) resting on bedrock (Flysch) and on top of glacial deposits (moraine). New monitoring methods were applied to understand the event and to predict the further evolution of the landslide. This catastrophic reactivation confirms the importance of detailed mapping of unstable zones in such areas.Un glissement de terrain post-glaciaire s'est réactivé brusquement au cours de l'année 1994 et a causé la destruction d'un village de vacances dans les Préalpes fribourgeoises en Suisse. Il affecte des formations superficielles glaciaires et de versant (coulées boueuses) sur un substratum de flysch. L'application de nouvelles méthodes d'auscultation a permis de mieux cerner l'importance du phénomène et d'anticiper les phases de développement du glissement. Cet événement confirme l'utilité d'une cartographie détaillée des phénomènes d'instabilités de terrain dans de telles régions.Caron Christian, Lateltin Olivier, Raetzo Hugo. Réactivation catastrophique du glissement de Falli-Hôlli (Préalpes fribourgeoises, Suisse)[ Catastrophic reactivation of the Falli-Hôlli Landslide (Prealps of Fribourg, Switzerland).]. In: Quaternaire, vol. 7, n°2-3, 1996. pp. 111-116