Tsunamigefahr im europäischen Raum. Eine reale Bedrohung?

1. Vorwort

„Natürlich konnten wir nicht davon laufen“¹,

so beschreibt ein Opfer die gigantische Naturkatastrophe, die sich am 26. Dezember 2004 im Indischen Ozean ereignete und ca. 250.000 Menschen das Leben kostete.

Diese Naturkatastrophe gilt als das schlimmste Ungeheuer von allen, das ganze Landstriche zerstört und unerwartet zuschlägt: der Tsunami.

Das Ereignis in den Küstenregionen von Sri Lanka, Indien, Indonesien und Thailand zeigt der Menschheit, wie grausam eine solche Naturkatastrophe sein kann und beweist mal wieder, dass die Gewalt der Natur dem Menschen eindeutig überlegen ist.

Ohne Vorwarnung traf der Tsunami, der durch ein gewaltiges Seebeben ausgelöst wurde, die Küstenabschnitte der Anrainerstaaten vom Indischen Ozean und hinterließ eine Trümmerwüste im Paradies.

Bis zu diesem Datum brachte man Tsunamis vor allem mit Japan und dem Pazifikraum in Ver- bindung und sie schienen unendlich weit weg. Doch der Mittelmeerraum ist überraschender- weise auf Platz 2 der tsunamigefährdeten Gebiete und es gab sogar schon mitten in Europa Regionen, die unerwartet von Tsunamis heimgesucht wurden (18. September 1801 Vierwald- stätter See, Zentralschweiz, mehrere Fischerdörfer zerstört - 27. Juni 2011 Südwestengland, Flutwelle).²

Diese Facharbeit behandelt die Frage, ob der europäische Raum, insbesondere die Insel La Palma auf den Kanaren ein reales Gefährdungsgebiet für Tsunamis ist und erläutert die Fach- begriffe der Geographie, die Auslöser und zudem die Präventionsmöglichkeiten von derartigen Naturkatastrophen.

2. Phänomen Tsunami

2.1 Tsunami - eine Definition

Der Begriff „Tsunami“ kommt ursprünglich aus dem Japanischen und besteht aus den beiden Wörtern, „tsu“ übersetzt: der Hafen und „nami“ die Welle. „Das Wort wurde von japanischen Fischern geprägt, die auf dem offenen Meer während des Fischfangs keine Welle bemerkten, jedoch bei ihrer Rückkehr einen von Wellen zerstörten Hafen vorfanden.“³

Im Grunde sind Tsunamis eine größere Dimension einer normalen Meereswelle. Sie besitzen einen Wellenkamm und ein Wellental. Sie bestehen nicht aus sich bewegendem Wasser, sondern aus der Bewegung von Energie, die durch das Wasser transportiert wird. Der Unterschied besteht darin, woher diese Energie kommt. Die Energie für normale Meereswellen entsteht durch den ständigen Wind. Weil dieser nur auf die Oberfläche des Meeres trifft, sind diese Wellen begrenzt in Bezug auf Größe und Geschwindigkeit.⁴

Tsunamis hingegen werden verursacht durch Energien, die ihren Ursprung unter Wasser haben. Sie sind folglich gewaltige Wellen, die aufgrund von Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Hangrut- schen und in den seltensten Fällen auch von Meteoriteneinschlägen verursacht werden.

2.2 Entstehung und Verlauf

Der häufigste Grund für das Ausbrechen eines Tsunamis ist ein Erdbeben, das aufgrund der Bewegung tektonischer Platten hervorgerufen wurde und dabei eine massive Menge an Energie in das Meer ausstößt. Diese Energie steigt bis zur Meeresoberfläche auf, verdrängt das Wasser und hebt es über den normalen Meeresspiegel. Die Erdanziehungskraft zieht sie umgehend wie- der nach unten. Dadurch wird ein Teil der Energie horizontal nach außen gestoßen und ist somit der Auslöser einer „Monsterwelle“. So entsteht ein Tsunami, der eine Geschwindigkeit von bis zu 800 Kilometern pro Stunde auf hoher See erreichen kann. Doch die Geschwindigkeit hängt von der Wassertiefe ab. So sind die Wellen eines Tsunamis draußen auf dem Meer deutlich schneller und flacher als wenn die Welle die Küste erreicht. Dort wird die Welle durch die niedrige Wassertiefe abgebremst und türmt sich zu einer Riesenwelle, die oft eine Höhe von mehreren Metern erreichen kann. Die Höhe der Welle, wenn sie die Küste erreicht, nennt man Run-Up Höhe.

Wenn der Tsunami einen gewissen Abstand zur Küste erreicht hat kann er durch Frühwarnsys- teme erkannt werden. Heutige Messinstrumente und Frühwarnsysteme ermöglichen direkt nach dem Erdbeben, die Daten zu analysieren und somit frühzeitig eine Warnung an die Bevölkerung herauszugeben (siehe 4.1).

Abb. 1 H ö henprofil und Geschwindigkeitsentwicklung

2.3 Ursachen und Hintergründe

2.3.1 Erdbeben

Der häufigste Grund für das Entstehen eines Tsunamis ist ein starkes Erdbeben unter dem Ozeanboden. Aber nicht alle Erdbeben lösen einen Tsunami aus. „Die Geowissenschaften nennen drei Faktoren für «tsunamigene» Erdbeben:

- Die Magnitude […] des Bebens erreicht mindestens 7,0.
- Das Zentrum liegt in der Tiefe von weniger als 30 Kilometern unter dem Meeresboden.
- Das Erdbeben erfolgt unter Wasser und führt zu einem vertikalen Versatz des Ozeanbodens […]. Je größer dabei die Bruchlinie, desto stärker der Tsunami“⁵

Diese Art von Beben entsteht hauptsächlich mit der Bewegung von tektonischen Platten, in den sogenann- ten Subduktionszonen. Dabei trifft die Ozeanische Platte von der Lithosphäre mit einer Kontinentalplatte zusammen. Da die Ozeanische Platte eine größere Dichte aufweist, taucht diese beim Zusammenstoß un- ter die kontinentale Platte und schiebt sich ins Erdin- nere ab. Dieser Vorgang wird als Subduktion bezeich-

Abb. 2 Subduktionszone

Durch das Aufeinandertreffen der beiden Platten können durch Verhakungen Spannungen entstehen, die sich über viele Jahre hinweg aufbauen können und sich letztendlich in einem stärkeren Erdbeben entladen. Diese Energie wird schlagartig frei und überträgt sich von der tektonischen Platte auf das darüberliegende Wasser. Solche Erdbeben treten nicht nur an einem bestimmten Punkt auf, vielmehr kommt es zu langen Bruchlinien, die gewaltige vertikale Verschiebungen am Meeresboden erzeugen. So passierte am 24. Dezember 2004 das Erdbeben, dass den Sumatra-Andaman-Tsunami auslöste, welches sich über eine Fläche von 100.000 Quadratkilometern verteilte.⁶

Zudem kann es häufig passieren, dass im Kontaktbereich der tektonischen Platten sekundäre Störungen entstehen, die von der normalen Hauptverwerfung abweichen und oftmals bis zum Meeresboden reichen. Durch die Störungen erhält der Tsunami von Anfang an eine schwer erkennbare Gestalt, die sich nur schlecht berechnen lässt.⁷

In den seltensten Fällen werden Tsunamis durch Blattverschiebungen verursacht. Dabei schieben sich die Platten nicht untereinander, sondern reiben sich seitlich aneinander entlang, wie das Phänomen bei der San-Andreas Verwerfung in Kalifornien zeigt.

Im Jahre 1987 und 1988 wurden Tsunamis mittels Blattverschiebungen in Alaska ausgelöst.⁸ Dennoch verursachen Erdbeben, die durch Subduktion entstehen, die stärksten Tsunamis, wie das Erdbeben vor Chile 1960 oder das Tōhoku-Erdbeben von 2004.

Prinzipiell bedeutet ein unterseeisches Beben nicht gleich das Ausbrechen eines Tsunamis. „Nur 10 bis 20 Prozent der Erdbeben über 6,5 auf der Richterskala verursachen Tsunamis.“⁹

2.3.2 Hangrutsche

Eine weitere Ursache zur Entstehung von Tsunamis ist das Abrutschen von großen Gesteinsmaterialien und zählt nach dem Erdbeben zu den häufigsten Auslösern der Riesenwellen. Dabei sind unterseeische Hangrutschungen hundert- bis tausendmal größer als Hangrutsche an Land und können mehrere tausend Kubikkilometer Material verschieben, die über eine enorme Fläche hinabrutschen. Bei Hangrutschen über Wasser ist vergleichsweise wenig Gesteinsmaterial betroffen. In geschlossenen Buchten oder Seen können sie aber trotzdem Megatsunamis auslösen, die in der Region erheblichen Schaden anrichten können.¹⁰

Marine Hangrutschungen ereignen sich hauptsächlich an steilen Unterseehängen, in Fjorden und an den Ab- hängen von Vulkaninseln. Rutschungen können ganze Ökosysteme und die Infrastruktur, beispielsweise Tiefseekabel, am Meeresgrund zerstören und Tsuna- mis auslösen. Grundsätzlich werden Hangrutschungen ausgelöst, wenn die Abhänge oder Ablagerungen von Sedimenten zu steil sind und die Hangabtriebskraft die Festigkeit des Materials übersteigt. Über Wasser kann

Abb. 3 Hangrutschung durch Erdbeben

eine Hangrutschung durch Gefrieren oder Schmelzen

von Wasser in Felsrissen und durch Regen bzw. Sturm verursacht werden. Unter Wasser spielen zusätzliche Sedimente und das dazugewonnene Gewicht eine Rolle. Ein Erdbeben kann sowohl einen Hangrutsch unter als auch über Wasser auslösen. Es genügt ein schwaches Beben, um die Gesteinsmaterialien in Bewegung zu bringen.¹¹

Zudem wird in der Forschung darüber diskutiert, ob es einen Zusammenhang zwischen Gas- hydraten und unterseeischen Hangrutschen gibt. „Möglicherweise kann durch Abbau von Gas- hydraten an Unterwasserhängen […] Material in die Tiefe rutschen. Einige Beobachtungen weisen […] darauf hin. So sind im Umfeld der Abrisskanten von Rutschungskörpern fast immer Spuren von Gas- und Fluidtransport zu erkennen, die […] aufsteigen.“¹² Gashydrate sind eis- ähnliche Substanzen aus natürlichem Methan und Wasser, die bei bestimmten Temperatur- und Druckverhältnissen stabil sind. Bei einer Erwärmung des Wassers oder bei Verlust von Druck, der durch das Sinken des Meeresspiegels verursacht wird, schmelzen die Hydrate. Dadurch wird in großer Menge Gas freigesetzt, wodurch weitere Rutschungen möglich sind.¹³

„Auch eine Erwärmung des Meeres könnte fatale Folgen haben. Spekuliert wird hier über eine mögliche Kettenreaktion: Gashydrate schmelzen - die Destabilisierung wird durch Austreten von Gasblasen weiter gefördert - es kommt zu einer Erhitzung der Atmosphäre, wenn viel Methan in die Atmosphäre entweicht - das Wasser wird weiter erwärmt - weitere Gashydrate schmelzen. Eine Kombination aus einem Erdbeben und der Zersetzung von Gashydraten wird z.B. für die Storegga- Rutschung als Auslöser vermutet.“¹⁴

Ein weiterer Auslöser für Hangrutschungen ist das Anwachsen von vulkanischen Inseln. Bei diesen Arten handelt es sich um die höchsten alleinstehenden Berge der Welt. Diese sind durch ihre vulkanische Aktivität von Grund auf instabil. An Vulkaninseln treten Hangrutsche haupt- sächlich in Form von Geröll-Lawinen auf, die dann der Auslöser sein können für Tsunamis unterschiedlicher Größe. Auf den kanarischen Inseln sind auf dem Meeresboden riesige Men- gen von Gesteinsablagerungen nachweisbar, die aufgrund von Hangrutschen in der Vergangen- heit dorthin gelangt sind. Bekanntestes Beispiel hierfür ist der Vulkan Cumbre Vieja auf der Insel La Palma (siehe 2.2), der nach wie vor eine große Gefahr für Europa, Afrika und Amerika darstellt.¹⁵

„Tsunamis, die durch Hangrutschungen ausgelöst werden haben nahe der Rutschung oft eine starke Auflaufhöhe, verbreiten sich aber weitaus geringer als Tsunamis, die durch Erdbeben entstehen. Dadurch sind es meist lokale Ereignisse. Ihre Stärke wird bestimmt durch das Volu- men des abrutschenden Materials, durch die Initialbeschleunigung und die Geschwindigkeit der Rutschung, durch die Länge des Abbruchs und die Mächtigkeit der abrutschenden Schicht.“¹⁶

In der Regel sind Hangrutsche geologische Prozesse, die jedoch auch vom Menschen verursacht werden, wie beispielsweise durch Aufschüttung von Baumaterial oder durch Sprengungen, die folglich Tsunamis auslösen.

„Das bekannteste Beispiel ist der Tsunami, der am 16.Oktober 1979 einen Küstenstrich von rund 30 Kilometern an der Riviera traf. Er entstand durch eine unterseeische Hangrutschung am Flughafen von Nizza, der ins Meer gebaut ist. Hier hatte man […] den Flughafen durch eine Aufschüttung von über 190 Hektar Land bis zu 300 Meter hinaus aufs Meer erweitert […] Durch tagelange Regenfälle wurde die Stabilität des sich langsam abwärts bewegenden Hanges […] verringert - und am 16.Oktober stürzte der gesamte aufgeschüttete Bereich bis in eine Tiefe von über 2000 Metern ab. Insgesamt 5 Millionen Kubikmeter Material lösten eine Tsunamiwelle aus, die Nizzas Nachbarort Antibes mit Wellen von 3 Metern Höhe traf. Hier starben mehrere Menschen; der Hafenbereich wurde verwüstet.“¹⁷

In den häufigsten Fällen verbinden sich Hangrutschungen mit Erdbeben und erzeugen einen Tsunami, dessen hohe Auflaufhöhe bei relativ geringer Erdbebenstärke durch Folgen des Han- grutsches erklärbar ist. Bei einer solchen Abfolge zweier Naturkatastrophen ist die Magnitude des Erdbebens so gering, dass es kaum einen Tsunami auslöst. Stattdessen verursachen die Vib- rationen einen Erdrutsch, der in manchen Fällen einen Tsunami auslöst. „In Papua-Neuguinea etwa löschten am 17. Juli 1998 nach einem Erdbeben von relativ geringer Stärke drei jeweils mehr als sieben Meter hohe Tsunamiwellen mehrere Dörfer aus. Das Erdbeben selbst hätte kaum einen Tsunami erzeugt. Es löste jedoch eine unterseeische Rutschung aus, durch die die- ser starke lokale Tsunami entstand.“¹⁸

2.3.3 Vulkanismus16

Eher selten werden Tsunamis durch Vulkanausbrüche ausgelöst, doch bei einer Vulkan-Kata- strophe sind die Folgen besonders verheerend. Hierbei spielen eine ganze Reihe von Faktoren eine Rolle, die eine Tsunamikatastrophe verursachen können.

Zunächst ist die Eruption an sich eine Gefahr, denn wenn sie unterseeisch geschieht, so trifft Magma mit einer Temperatur zwischen 700 und 1250 °C auf das Wasser. Daraufhin entsteht eine gigantische Dampfexplosion, die eine große Menge an Wasser verdrängt und somit einen Tsunami auslöst.¹⁹ Genauso können über Wasser Vulkanausbrüche Druckwellen sowie vulkanische Hangrutsche Tsunamis verursachen.

Ein weiterer Faktor sind pyroklastische Ströme. Sie sind eine Mischung aus heißen Gasen, Ge- stein und Asche und „können ohne Probleme eine Geschwindigkeit von 400 km/h erreichen (es gibt sogar Hinweise auf deutlich höhere Geschwindigkeiten, der initiale pyroklastische Strom des Mt. St. Helens soll 1980 sogar 1080 km/h erreicht haben) und haben im Inneren eine Tem- peratur, die […] zwischen 300 und 800°C liegt. Was immer sich diesen Wolken in den Weg stellt, ob Lebewesen oder Gebäude, wird dem Erdboden gleichgemacht […]. Und auch von Wasser lässt sich dieser Strom nicht aufhalten, wie Beispiele vom Ausbruch des Krakatau 1883 gezeigt haben. Vielmehr würden größere mengen(sic!) heißer vulkanischer Gesteine in das Wasser gelangen und einen Tsunami auslösen.“²⁰

„Manche Ausbrüche verbinden sich auch mit Erdbeben und erhöhen somit die Tsunamigefahr. Große Wassermassen geraten zudem in Bewegung, wenn ein Inselvulkan nach dem Ausbruch durch die Entleerung der Magmakammer unterhalb des Vulkankegels in sich zusammenstürzt und ein großer Einsturztrichter - Caldera - entsteht. Das Wasser «fällt» mit großer Geschwindigkeit in den neu entstandenen Krater hinab: Auch hier kann diese «impulsive» Bewegung von Wassermassen, verbunden mit Wasserexplosionen, Tsunamis auslösen, die an umliegenden Ufern weitere Verheerungen anrichten - ein Szenario, das sich vermutlich beim Ausbruch des Santorin-Vulkans vor rund 3600 Jahren abspielte.“²¹

In der Vergangenheit wurden die zerstörerischsten Tsunamis durch pyroklastische Ströme und vulkanische Hangrutschungen ausgelöst. Dabei fielen die meisten Menschen nicht dem Aus- bruch zum Opfer, sondern den darauffolgenden Tsunamiwellen. Das gravierendste Beispiel hierfür ist der Krakatau-Ausbruch, bei dem nach mehreren Explosionen pyroklastische Ströme einen Tsunami verursachten, der die Städte Telukbetung und Anyer komplett auslöschte.²²

2.3.4 Meteoriteneinschläge

Sie sind zwar nicht häufig die Ursache von Tsunamis, aber wenn ein Meteorit auf die Erde einschlägt, hat das fatale Folgen für die Menschheit.

Ein Einschlag eines großen Meteoriten kann einen verti- kalen Impuls auf die Wassersäule auslösen und nicht wie beim unterseeischen Erdbeben von unten, sondern von oben einen Tsunami bewirken.²³ „Aufgrund der enormen kinetischen Energie, die ein Meteoriteneinschlag Abb. 4 Meteoriteneinschlag freisetzt, würde hier Wasser kilometerhoch in die Atmosphäre geschleudert. In der Forschung wird dies splash tsunami genannt, ein plötzlicher Was- serschwall, der durch den Einschlag einer großen Materialmasse in den Ozean in die Höhe schwappt. Diese gewaltige Verdrängung von Wasser löst anschließend eine Serie von Tsuna- miwellen aus, die sich im freien Ozean vom Ausgangspunkt ringförmig nach außen bewegen - wie die kleinen Wellen, die entstehen, wenn man einen Kieselstein ins Wasser wirft.“²⁴

„Statistischen Berechnungen zufolge müssten seit dem Karbon-Zeitalter mindestens 210 Meteoriten in die Ozeane eingeschlagen sein […]. Der bekannteste(sic!) ist der Chicxulub-Meteorit: Anhand von Sedimentschichten in den südlichen USA wurde nachgewiesen, dass vor rund 65 Millionen Jahren ein Meteorit von etwa 10 bis 15 Kilometern Durchmesser in den Golf von Mexiko einschlug […]. Man geht davon aus, dass dieser Einschlag entscheidend zum Aussterben der Dinosaurier beigetragen hat.“²⁵

2.4 Gefährdete Gebiete im europäischen Raum

Nicht nur die Länder der Pazifikküste sind von Tsunamis betroffen. Auch an den Küsten des Mittelmeeres oder den Kanaren treten Tsunamis auf, wenn auch deutlich weniger. „Da die Afrikanische Platte sich nach Norden unter die Eurasische Platte schiebt, können durch Erdbeben im Mittelmeer ebenfalls Tsunamis entstehen.“²⁶

Etwa 16 Prozent aller Tsunamis welt-
weit ereignen sich im Mittelmeer. Da- von sind Griechenland und Süditalien besonders betroffen, vereinzelnd auch Spanien und Portugal. So traf es bei- spielsweise am 28.12.1908 Messina in Italien. Nach einem heftigen Erdbeben überschwemmte ein Tsunami die

Abb. 5 Verteilung der Tsunamiereignisse auf die Weltmeere

[...]

¹ Haberl, S., Tsunami-Überlebende erzählen, in: http://diepresse.com/home/ausland/welt/4624852/Tsunami- Ueberlebende-erzaehlen_Natuerlich-konnten-wir-nicht Zugriff vom 4.11.2017

² Koldau, L. M., Tsunamis, Entstehung, Geschichte, Prävention, München 2013, S. 8.

³ Vgl. Levin, B. W., Nosov, M., Physics of Tsunamis, o.O 2015, S. 2.

⁴ Vgl. Ebd., S. 5.

⁵ Koldau, L. M., Tsunamis, Entstehung, Geschichte, Prävention, München 2013, S. 20.

⁶ Vgl. Ebd., S. 20.

⁷ Vgl. Ebd.

⁸ Vgl. Ebd.

⁹ Ebd., S. 8.

¹⁰ Ebd., S. 10.

¹¹ Ebd., S. 11.

¹² Bohrmann, G., Tsunamis durch Gashydratabbau?, in: http://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/ener- gie/energiequellen/fossile-quellen/methanhydrate/tsunamis-durch-gashydratabbau, Zugriff vom 5.10.2017

¹³ Ebd.

¹⁴ Koldau, Tsunamis, S. 25.

¹⁵ Ebd., S. 26.

¹⁶ Ebd., S. 27.

¹⁷ Ebd., S. 27.

¹⁸ Ebd., S. 28.

¹⁹ Vgl. Schneider, F., Terra X, Ein Fall für Lesch und Steffens, Die Wellenbrecher, Deutschland 2017, TC: 00:18:05-00:18:38.

²⁰ Ries, G., Hier geht es heiß her -Pyroklastische Ströme, in: https://scilogs.spektrum.de/mente-et-malleo/hier- geht-es-hei-her-pyroklastische-str-me/ Zugriff vom 20.10.2017

²¹ Koldau, Tsunamis, S. 30.

²² Vgl. Szeglat, M., Kakatau - Chronik der Katastrophe von 1883, in: http://www.vulkane.net/vul- kane/krakatau/krakatau-1883-katastrophe.html Zugriff vom 20.10.2017

²³ Koldau, Tsunamis, S. 31.

²⁴ Ebd. S. 32.

²⁵ Ebd.

²⁶ A3m Mobile Personal Protection GmbH (Hg.), Vorkommen von Tsunamis im Mittelmeer, in: http://www.tsunami-alarm-system.com/phaenomen-tsunami/vorkommen-mittelmeer.html Zugriff vom 20.10.2017