Flutwellen mit verheerender Wirkung - Tsunami

Tsunamis sind mehrere Hundert Stundenkilometer schnelle Flutwellen. Wenn sie auf Land treffen, hinterlassen die meterhohen Wellen immense Schäden. Meist werden sie durch starke Erdbeben ausgelöst.

Tsunamis werden meistens durch ein Erdbeben auf dem Meeresgrund ausgelöst, selten durch einen Vulkanausbruch im Meer. Wenn der Meeresboden sich hebt, muss das Wasser darüber weichen und wird zu allen Seiten gedrängt. Die Erschütterung pflanzt sich im offenen Meer fort. Dadurch entsteht eine Welle, die sich rundherum, wie ein Kreis ausbreitet. Meist folgen mehrere Wellen mit Pausen dazwischen, die immer schwächer werden.

Mitten auf dem Meer sind die Wellen kaum wahrnehmbar und selten höher als einen halben Meter. Das liegt daran, dass hier das Meer sehr tief ist und sich daher die Welle nicht so hoch auftürmen kann. In Küstennähe nimmt die Meerestiefe ab und das Wasser wird vom Untergrund her nach oben gedrückt.

Außerdem wird die Flutwelle zum Ufer hin ausgebremst, zeitgleich verringert sich der Abstand zwischen den Wellenkämmen. Dadurch schichten sich die Wassermassen übereinander und die Flutwelle baut sich immer mehr auf, je näher sie dem Ufer kommt. Dadurch entsteht beim Tsunami wortwörtlich eine Wasserwand.

Unter Umständen kann sich so eine Flutwelle über 30 Meter auftürmen. Besonders flache Küstengewässer, enge Buchten und Hafenbecken sind davon betroffen. Der Tsunami bricht an der Küste und kann alles zerstören. Die größten Schäden werden durch das Material, das er beim Überfluten des Landes mit sich reißt, verursacht. Genauso gefährlich ist auch das Zurückweichen der Wassermassen, die mit einem starken Sog einhergehen und die Schäden verstärken. Auf eine Tsunamiwelle folgen meist weitere.

Tsunamis entstehen auch bei

Dabei werden plötzlich riesige Wassermassen verdrängt.

Sehr selten entstehen Tsunamis durch Meteoriteneinschläge. Dazu müssen diese Gesteinsbrocken allerdings riesige Ausmaße haben.

Dabei halten Wissenschaftler die Entstehung von Riesenwellen durch Einschläge relativ kleiner Asteroiden für gefährlicher als einen direkten Einschlag auf Land, weil eine Riesenwelle in einem viel größeren Gebiet Schäden anrichten könnte. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Asteroid ins Meer und nicht auf Land fällt, ist angesichts der großen Wasserflächen der Erde relativ hoch.

Forscher haben herausgefunden, dass vor ziemlich genau 200 Millionen Jahren ein gewaltiger Meteoriteneinschlag Westeuropa erschütterte und dabei ein gigantisches Erdbeben und einen katastrophalen Riesen-Tsunami auslöste.

Erdbeben unter der Meeresoberfläche lösen in der Regel Tsunamis aus. Oft bleiben diese jedoch schwach. Über dem Epizentrum des Seebebens entstehen riesige Wellen, die sich kreisförmig ausbreiten. Vorausgehen muss jedoch ein Beben von mindestens einer Stärke von 7,0 auf der Richterskala, dessen Epizentrum in weniger als 50 Kilometern Tiefe liegt. Dabei hebt oder senkt sich der Meeresboden und setzt plötzlich große Wassermassen in Bewegung.

Der Tsunami kann in wenigen Stunden ganze Ozeane durchqueren, mit bis zu 800 Stundenkilometern. Zum Vergleich: Eine gewöhnliche Welle erreicht auf dem Meer maximal eine Geschwindigkeit von 90 Stundenkilometern.

Die Meereswellen sind vergleichbar mit akustischen Wellen. Ein Tsunami entsteht nicht aus einer einzelnen Welle, sondern aus einem ganzen Paket von Wellen mit vielfältigen Frequenzen und Amplituden. Wellen verschiedener Frequenzen breiten sich mit leicht ungleicher Geschwindigkeit aus. Deshalb addieren sich die einzelnen Wellen auf unterschiedliche Weise.

Wenn große Hangabrutschungen oder das Herunterbrechen einer Kontinentalplatte einen Tsunami auslösen, so wird Wasser zunächst nach unten hin beschleunigt. Die Wassermassen werden zeitgleich verdrängt, und es entsteht zunächst ein Wellental. Danach schwappt das Wasser wieder zurück und der Wellenberg entsteht.

Beim Eintreffen der Welle an der Küste zieht sich zunächst die Küstenlinie zurück, unter Umständen um mehrere Hundert Meter. Anschließend rollt die Welle mit extremer Wucht wieder an Land.

Entlang des Pazifischen Feuerrings ereignen sich mehr als drei Viertel aller Erdbeben und rund zwei Drittel aller Tsunamis. Doch auch in geologisch weniger aktiven Ozeanen wie dem Indischen Ozean, dem Atlantik oder dem Mittelmeer können Tsunamis entstehen und für Menschen in Küstenregionen verheerende Folgen haben.

Tsunamis haben enorme Mengen Salzwasser im Gepäck. Werden landwirtschaftliche Nutzflächen und Brunnen überschwemmt, dann versalzen sie. Weil die Wassermassen mehrmals vor- und zurückströmen, überziehen sie das betroffene Gebiet mit Schlamm, Sand, Trümmern und Müll. Zudem können durch Zerstörungen giftige Stoffe austreten, Trinkwasser verschmutzt werden und schlimmstenfalls können Seuchen ausbrechen.

Ohne schützende Küstenfelsen können schon wenige Meter hohe Wellen mehrere Hundert Meter weit ins Land eindringen. Die Schäden, die ein Tsunami beim Vordringen hinterlässt, werden noch vergrößert, wenn die Wassermassen wieder abfließen. Starke Tsunamis schaffen es sogar mehrere Kilometer ins Landesinnere.

Heutzutage haben sich viele moderne Messmethoden und Tsunami-Frühwarnsysteme wie Seismographen etabliert. Diese orten Erdbeben und Tsunamiwellen und lösen dabei Alarm aus. Die Bevölkerung gefährdeter Gebiete kann so rechtzeitig gewarnt werden, sobald ein Erdbeben auf dem Meeresgrund registriert wird.

Dabei werden automatisch Warnungen erstellt, die sofort an Behörden und Bewohner der betroffenen Regionen gehen. Dies geschieht über Lautsprecher, Sirenen, Radio, TV und Handy-Nachrichten. Dadurch können gefährdete Gebiete rechtzeitig evakuiert werden.

In Risikogebieten warnen Behörden oftmals über Lautsprecher und Sirenen vor herannahenden Tsunamis. Bei einer Warnung müssen die Menschen sofort die Küste verlassen und möglichst ins Landesinnere oder besser noch auf einen Hügel fliehen. Von Flusstälern und Lagunen sollte man fernbleiben, weil sie den Tsunami weit ins Land tragen können.

Ist keine natürliche Erhöhung in der Nähe, können sich Fliehende auch auf Dächer stabiler, robuster Gebäude retten, auf keinen Fall sollten sie im Gebäude bleiben. Tsunamis können diese mitreißen oder zum Einsturz bringen.

Sofern es in Küstennähe keine offiziellen Warnungen gibt, sollte man auf natürliche Warnsignale achten. Zu diesen gehören starke Erdbeben oder Beben die länger als 20 Sekunden andauern. Zudem kann der Meeresspiegel plötzlich an- oder absteigen, außerdem ziehen sich Tiere fluchtartig zurück. Dann bleiben nur noch wenige Minuten, bevor die erste Welle auf Land trifft.

Weil Tsunamis aus mehreren Wellenbergen bestehen, die im Abstand mehrerer Stunden aufeinanderfolgen können, dürfen Zufluchtsorte auf keinen Fall nach Rückzug der ersten Welle wieder verlassen werden. Am besten ist es, bis zur offiziellen Entwarnung zu warten. Weiterhin größte Vorsicht ist geboten, sobald das Wasser zu sinken beginnt, denn es besteht die Gefahr, durch den Sog ins Meer gezogen zu werden.

Auf dem offenen Meer sollte man auf dem Boot oder Schiff bleiben, da die Wellen sich erst in Küstennähe auftürmen. Ist man bei einem herannahenden Tsunami an Land, sollte man auf hohe Berge und Dächer oder ins Landesinnere flüchten.

In der Regel lösen Seebeben Tsunamis aus. Ob ein Tsunami entsteht oder nicht, darüber entscheidet ganz wesentlich die Stärke und die Lage des Bebenherds. Experten und Expertinnen gehen davon aus, dass ein Beben ab der Stärke 6,5 in einer Tiefe von weniger als 70 Kilometern einen Tsunami verursachen kann.

Informationen über das Beben müssen schnell und präzise erfasst und ausgewertet werden. Die Wasserschichten geraten in Schwingung. Diese Schwingungen können Bojen und Pegelstationen vor den Küsten der Inseln registrieren. Sie melden kontinuierlich den Wasserstand.

Zusätzlich zur Bestimmung der Erdbebenparameter ist die Richtung der Verschiebung der tektonischen Platten wichtig, denn es lässt sich daraus lesen, wohin sich die Wellen ausbreiten. Für eine genaue Ortsbestimmung werden GPS-Sensoren eingesetzt.

Die Topografie des Meeresbodens beeinflusst wesentlich die Geschwindigkeit und Höhe der Tsunamiwelle. Deshalb werden Modellrechnungen durchgeführt und in einer Datenbank für den Ereignisfall bereitgestellt.

Im Ereignisfall wird dann entsprechend der Erdbebenparameter, der Bruchrichtung und der Wasserstandsdaten das am besten dazu passende Szenario ausgewählt.

In Indonesien beispielsweise liegen solche Daten und Informationen innerhalb von wenigen Minuten im Warnzentrum des Erdbeben-Meteorologischen Dienstes in der Hauptstadt Jakarta vor. Hier wird dann die Entscheidung über eine Warnung oder Entwarnung getroffen.

Tausende Erdbeben und über zehn Tsunamis wurden seit der Übergabe registriert. Erdbebenmeldungen und Tsunamiwarnungen werden in weniger als fünf Minuten nach einem Beben ausgegeben. Regelmäßig werden die Daten aktualisiert, sodass je nach Sachverhalt umgehend eine Warnung oder aber auch eine Entwarnung herausgegeben werden kann.

Kaum bekannt sind die sogenannten "Meteo-Tsunamis". Diese entstehen nur durch Schwankungen des Luftdrucks. Fällt der Luftdruck kurz um einige Hektopascal, fällt der Meeresspiegel in seichten Gewässern plötzlich ab und schwillt genauso schnell wieder an.

Tritt ein starkes Hoch- oder Tiefdruckgebiet auf, wirkt sich das auf die Meeresoberfläche aus. Bei einem Hoch erhöht sich der Luftdruck auf die Oberfläche, dabei wird das Wasser nach unten verdrängt und eine Welle entsteht. Bei einem Tief wird dagegen das Wasser nach oben gesogen. In aller Regel bleiben solche Veränderungen an der Küste jedoch völlig unbemerkt und der Wasserstand gleicht sich von selbst wieder aus.

Damit sich ein Meteo-Tsunami entwickelt, müssen sich Hoch- oder Tiefdruckgebiete in einer Geschwindigkeit fortbewegen, wie sich die Wellen auf der Meeresoberfläche ausbreiten. Durch die sogenannte Resonanz schaukelt sich die Wasserbewegung auf und wird verstärkt. Dadurch bildet sich eine große Welle, die sich weiter ausbreitet.

Die Stärke der Meteo-Tsunamis hängt auch von der Wassertiefe ab. Meteo-Tsunamis entstehen bevorzugt in flachen Abschnitten. Gerade in engen Buchten türmen sich die Wellen steil auf. Außerdem ziehen sie sich im Gegensatz zu normalen Wellen nicht schnell zurück, sondern strömen lange nach, ehe sie wieder ins Meer fließen.

Meteo-Tsunamis kommen relativ häufig an den Küsten der Balearen vor, aber auch in anderen Meeresgebieten gibt es diese gezeitenunabhängigen Flutwellen. Diese Tsunami-Art ist meist nur wenige Dezimeter hoch, hat aber an dafür besonders anfälligen Küstenabschnitten auch schon mehrere Meter Höhe erreicht.

Auf den Balearen wird der Meteo-Tsunami auch Rissaga genannt. Meist steigt das Wasser nur um rund einen halben Meter an und hinterlässt keine Schäden. Außergewöhnlich war die Rissaga im Juli 2018, als sie Strände und Bars auf Mallorca überflutete. Das Wasser stieg um etwa einen Meter an. In Ciutadella wurde der Hafen vorübergehend geschlossen.

Ein besonders erstaunlicher Fall von weltweit aufgetretenen Meteo-Tsunamis ereignete sich Mitte Januar 2022 in Folge des extremen Vulkanausbruchs im südpazifischen Tonga-Insel-Archipel.

Dieser hatte nicht nur an den Küsten des Pazifiks meterhohe Tsunamiwellen verursacht, sondern auch im Atlantik und sogar im Mittelmeer kleinere Meteo-Tsunamis ausgelöst. Verantwortlich dafür war die gigantische Druckwelle der Vulkanexplosion in der Atmosphäre.

Diese Druckwelle raste mit Schallgeschwindigkeit rund um die Erde und war somit deutlich schneller unterwegs als die von der Eruption unmittelbar verursachten Tsunamiwellen. Dabei betrugen die abrupten Luftdruckschwankungen mehrere Hektopascal. Das war genug, um auch das Wasser der überstrichenen Meeresregionen in Schwingung zu versetzen.

Diese Schwingungen erreichten zwar auf dem offenen Atlantik nur etwa 10 bis 20 Zentimeter Höhe, doch damit noch ausreichend, um an exponierten Küstenabschnitten mit verengenden Küsteneinschnitten deutlich höher aufzulaufen. So wurde an der irischen Küste von bis zu 75 Zentimeter hohen Wellen berichtet, in der Karibik und im Mittelmeer lief dieser Meteo-Tsunami immerhin mit noch deutlich wahrnehmbaren 10 bis 20 Zentimeter Höhe auf.

Das Besondere an diesem Meteo-Tsunami war nicht seine Höhe, sondern die außergewöhnliche Weitläufigkeit seiner Wellen. Erstmals seit der Forschung hochpräzise Messinstrumente zur Verfügung stehen, wurde eine so großräumige Wechselwirkung zwischen plötzlichen Luftdruckschwankungen und den Meeresoberflächen beobachtet.

Wie die Instrumente verrieten, umrundete die Druckwelle der Vulkaneruption die Erde sogar mehrfach. Die dabei ausgelösten Luftdruckschwankungen erreichten selbst in Europa noch zwei bis drei Hektopascal binnen weniger Minuten.

Die beim Ausbruch des Tonga-Vulkans gewonnenen Erkenntnisse lassen Forscher vermuten, dass große Vulkaneruptionen auch schon in der Vergangenheit weltweit Meteo-Tsunamis ausgelöst haben dürften.

Bei einem "Eis-Tsunami" wälzen sich an einem See oder Meeresufer Eismassen an Land. Gelegentlich können diese sogar gefährlich werden. Ein Eis-Tsunami kann entstehen, wenn die Eisdecke eines Sees bei Tauwetter nach einer Frostperiode zu brechen beginnt und ein kräftiger Wind das Wasser und das Eis ans Ufer drückt. Dies ist bei Seen mit geringer Tiefe nicht selten der Fall, weil sich im Winter sehr schnell eine Eisdecke bildet.

Hier am Oneida Lake im US-Bundesstaat New York schieben sich Berge aus Eis an das Ufer des Sees und sorgen für ein beeindruckendes Schauspiel:

In der Vergangenheit ist es schon vorgekommen, dass Eis-Tsunamis die Fassaden von Häusern zerstört haben und sogar durch zerbrochene Fenster und Türen ins Innere von Gebäuden eingedrungen sind.

Forscher und Forscherinnen fanden anhand von Bodenproben heraus, dass es in der Vergangenheit immer wieder gewaltige Tsunamis gab. Hier einige Beispiele:

Genauere Aufzeichnungen von Tsunamis gibt es erst seit etwa 70 Jahren. Nach Auskunft des Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), das von der amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NCAA) betrieben wird, gab es weltweit die folgende Anzahl an Tsunamis:

Die weitaus höchste Flutwelle der jüngsten Zeit ereignete sich am 9. Juli 1958 in der Lituya Bay in Alaska. Zuvor war dort ein riesiger Berghang samt gewaltigen Erdmassen ins Wasser abgerutscht, der in der Folge eine rund 520 Meter hohe Flutwelle auslöste. Dieser Tsunami glich einer "Verdrängungswelle". Diese blieb regional begrenzt und kann daher nur sehr bedingt als Tsunami bezeichnet werden.

Die schwerste Tsunamikatastophe der Neuzeit ereignete sich am 26. Dezember 2004. Nach einem starken Seebeben hob sich vor der indonesischen Insel Sumatra der Meeresgrund innerhalb sehr kurzer Zeit auf einer Strecke von rund 1200 Kilometern um bis zu zehn Meter.

In der Folge bildeten sich mehrere Flutwellen aus, die an den Küstenregionen am Golf von Bengalen, der Andamanensee und Südasien als zerstörerische Tsunamis hereinbrachen. Bei der Katastrophe kamen etwa 227.000 Menschen ums Leben.

Ebenfalls verheerend war die Tsunamikatastrophe am 11. März 2011 in Japan. Damals bebte vor der Ostküste der Meeresboden. Das Epizentrum lag etwa 370 Kilometer nordöstlich von der Hauptstadt Tokio entfernt und löste eine Tsunamiwelle aus. Das Tōhoku-Beben war mit einer Stärke von 9,1 das stärkste Erdbeben seit Beginn der Aufzeichnungen.

Insgesamt starben mehr als 20.000 Menschen infolge des Erdbebens und der bis zu 16 Meter hohen Flutwelle. Die Welle raste an der Nordostküste der Hauptinsel Honshu mehrere Kilometer weit ins Landesinnere und zerstörte dabei fast die gesamte Infrastruktur. Die Flutwelle traf das Atomkraftwerk in Fukushima, das unmittelbar an der Küste liegt. In drei von sechs Reaktoren kam es zu Kernschmelzen.

Prinzipiell sind auch hierzulande Tsunamis möglich. Die Nordsee ist ein flaches Randmeer und nicht tiefer als 100 Meter. Daher ist es eher unwahrscheinlich, dass ein Tsunami direkt vor der Küste Deutschlands entsteht. Allerdings können Seebeben oder Bergstürze im Atlantik oder im Nordmeer durchaus einen Tsunami verursachen, der die Küste Deutschlands trifft.

Unsere Vorfahren erlebten an der Nordsee mehr oder weniger große Tsunamis. Wellen mit bis zu sechs Metern Höhe rauschten damals über das Meer und überraschten Fischer und Küstenbewohner.

Solche Berichte gibt es aus vielen verschiedenen Küstenorten der Nordsee, wie Aufzeichnungen aus dem Jahr 1858 belegen. Ein Tsunami überschwemmte damals die deutschen und dänischen Strände. Damals rollten zwei große Wellen heran, eine vom Nordmeer und eine vom Ärmelkanal her. Ihr Ursprungsort war wahrscheinlich vor der portugiesischen Küste, dort hatte sich vermutlich ein Seebeben ereignet. Andere Forscher gehen jedoch von einem Meteo-Tsunami aus.

Katastrophaler war wohl ein Tsunami, der sich vor etwa 8150 Jahren über die heutige Nordsee hinwegwälzte, wie Forscher und Forscherinnen rekonstruieren konnten. Damals war die Nordsee kein Randmeer, sondern eine sumpfige Landschaft zwischen Großbritannien, Dänemark und Nordwestdeutschland. Dieses Festland mit vielen Seen, Moorgebieten und Wiesen hieß Doggerland. Es entstand, als die Gletscher der Weichseleiszeit vor 10.000 Jahren viel Wasser gebunden hatten. Damals lebten dort Menschen als Jäger, Sammler und Fischer.

Der verheerende Tsunami nahm bei Norwegen seinen Anfang. Bei Storegga waren im Meer liegende Methanvorkommen in Unruhe geraten und hatten ein Seebeben ausgelöst. Daraufhin stürzte eine gewaltige Landmasse in die Tiefe und brachte einen Tsunami hervor. Gleich drei Flutwellen verwüsteten das Doggerland. Die Wellen rollten bis tief ins Landesinnere, dann zogen sie sich zurück ins Meer. Der Sog war so stark, dass die Wellen auf dem Rückweg gnadenlos alles mit sich rissen, auch Menschen.

Das Doggerland war jedoch nicht untergegangen, aber deutlich mehr mit Wasser durchdrängt. Wegen des Meersalzes, das in den Boden eingedrungen war, verlor das Land seine üppige Fruchtbarkeit.

Eine ähnliche Katastrophe ist in Zukunft nicht auszuschließen. Mit der Erderwärmung nimmt das Risiko zu, dass Methan an den Kontinentalschwellen unter der Meeresoberfläche freigesetzt wird. Dadurch kann der Meeresboden instabil werden, was wiederum die Gefahr massiver Rutschungen und Bergstürze erhöht.

Tsunamis sind auch in Seen möglich. Letztlich hängt das von der Topografie der Uferseiten ab. So gab es im Vierwaldstättersee in der Schweiz im Jahre 1601 vermutlich einen Tsunami. Ein Erdbeben löste mehrere Erdrutsche unterhalb der Seeoberfläche aus. Dies setzte große Wassermassen in Bewegung und eine Welle von bis zu vier Metern Höhe soll das Ufer erreicht haben. Zeitweise lag die Reuss bei Luzern vollkommen trocken.