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Der Tsunami vor unserer Haustür

von Lars Fischer, 16. August 2009, 11:09

...they imagined it had bin some fogge or mist coming with great swiftness towards them and with such a smoke as if mountains were all on fire, and to the view of some it seemed as if myriads of thousands of arrows had been shot forth all at one time.

Augenzeugen berichten von einer gigantischen Welle, die am 30. Januar 1607 über den Bristol-Kanal hereinbrach und eine katastrophale Flut auslösten. Die Wassermassen überschwemmten mehr als fünfhundert Quadratkilometer Land und töteten über 2000 Menschen. Zwei australische Wissenschaftler haben den bis heute sichtbaren Spuren der Katastrophe nachgespürt. Edward Bryant und Simon Haslett von der Universität Wollongong schließen aus der Analyse der Hinterlassenschaften, dass nur ein Naturereignis für die Flut verantwortlich gewesen sein könne: Ein Tsunami.

 

Tsunamis verursachen völlig andere Arten geologischer Spuren als gewöhnliche Sturmfluten. Vom Wind bewegte Wellen transportieren nur Energie, während das Wasser eines Tsunamis Sand und Geröll über weite Strecken ins Landesinnere trägt. Außerdem strömen die Wassermassen bei Tsunamis verglichen mit Sturmfluten sehr schnell und heftig, so dass sie starke Erosion an Böden und sogar festem Grundgestein verursachen.

Die Gewalt des Wassers erzeugt je nach Situation sehr unterschiedliche und oft spektakuläre Formen, die noch nach Jahrhunderten deutlich erkennbar sind. Bryant und Haslett haben den Tsunami von 1607 anhand seiner Spuren im Gestein verfolgt. Alle Abbildungen sind aus: Bryant, Haslett: Catastrophic Wave Erosion, Bristol Channel, United Kingdom: Impact of Tsunami? J. Geol. 115, S. 251.

Wirbel
In schnell strömendem Wasser bilden sich stationäre Wirbel, die durch mitgeführtes Geröll binnen Minuten runde Vertiefungen in selbst härtestes Gestein fräsen. Diese Strukturen können durchaus je nach Wassertiefe auch mal Dutzende Meter Durchmesser haben. Solche vortex pools an Küsten sind ein deutlicher Hinweis auf einen Tsunami, denn es gibt kaum einen anderen Prozess, der die erforderlichen Wassertiefen und Fließgeschwindigkeiten erzeugt. [1] Das Bild zeigt einen vortex pool in Ogmore, Wales

 

 

Kavitation
In schnell strömendem Wasser bilden sich an Oberflächen Gasblasen, die sehr schnell wieder kollabieren. Dabei entstehen lokal Drücke bis zu 30000 Bar, die deutliche Spuren im Gestein hinterlassen. Derartige Spuren gibt es zum Beispiel an der walisischen Küste bei Worms Head, wo Kavitation und kleinere Wirbel in sehr schnell fließendem Wasser eine bucklige Oberfläche hinterließen. Auch eine hahnenkammartigen Form eines Felsens bei Ifracombe in Devon führen Bryant und Haslett auf diesen Effekt zurück.

Mega-Erosion
Landzungen, die ins Meer hinausragen, fokussieren die Wellenenergie, und zwar ganz besonders, wenn sie einen Tsunami von der Seite her einengen. Im Severn-Ästuar hat dieser Effekt die Landschaft stellenweise maßgeblich geformt. Dieses Kliff der walisischen Sully-Insel hat der Tsunami quasi geköpft. Es liegt genau an der Stelle, an der sich das Severn-Ästuar verengt und nach Norden abknickt. Die Gewalt des Wassers hat die aufliegenden weichen Schichten regelrecht heruntergefegt und nur die Plattform aus hartem Kalkstein bestehen lassen, die fünf Meter über der maximalen Hochwasserlinie liegt.

Materialtransport
Tsunamis transportieren nicht nur Sand und Geröll, sondern auch große Felstrümmer, die man dann als geologische Irrläufer in der Gegend herumliegen sieht. Allerdings besitzen auch Sturmwellen durchaus genug Energie, um tonnenschwere Blöcke Dutzende Meter über die Wasserlinie zu transportieren. Unterscheiden kann man beide Möglichkeiten auf zwei Arten.

Zum einen unterscheiden sich die Transportmechanismen erheblich: Ein Sturm schleudert einzelne Felsbrocken durch den Aufschlag eines Brechers hinweg, während ein Tsunami große Massen Gesteinstrümmer als fließfähiges Gemisch aus Wasser und festen Brocken sehr unterschiedlicher Größen transportiert. Diese so genannte Suspension entsteht dadurch, dass das strömende Wasser eines Tsunamis festes Material aufnimmt und mit sich trägt, bis die Strömungsgeschwindigkeit soweit nachlässt, dass sich die größten Brocken absetzen. Tsunami-transportierte Findlinge findet man daher zu Haufen gestapelt und übereinandergeschoben, wie das Bild demonstriert.

 Ein weiterer Faktor ist die nötige Wellenhöhe: Im Gegensatz zu normalen Sturmwellen bewegen Tsunamis große Mengen Wasser über weite Strecken und haben dadurch auch bei vergleichsweise geringen Wellenhöhen enorme Energien. Eine Sturmwelle muss zum Beispiel fast 16 Meter hoch sein, um die gleichen Blöcke zu transportieren wie ein gerade mal vier Meter hoher Tsunami.

Man kann deswegen ausrechnen, wie hoch die Wellen jeweils gewesen sein müssen, um die größten Brocken zu transportieren, und das zum Beispiel mit den größten gemessenen Sturmwellen vergleichen. Im Severn-Ästuar hängt die Höhe beider Wellentypen vom Ort ab, und zwar genau gegenläufig: Stürme erzeugen im äußeren Ästuar bis zu 15 Meter hohe Wellen, weiter im Inland nimmt die Wellenhöhe wegen der geringeren Wassertiefe jedoch ab. Dagegen wächst ein Tsunami mit geringerer Wassertiefe und durch den Trichtereffekt im Bristol-Kanal erheblich an.

Die höchste Wellenenergie fanden die Forscher weit im Landesinneren; anhand der transportierten Brocken können sie genau angeben, dass der Tsunami auf dem offenen Meer etwa vier Meter hoch war, auf der Höhe von Bristol etwa sechs und streckenweise sogar acht Meter Höhe erreichte.

Datierung
Die Erosionsspuren im Grundgestein lassen sich naturgegeben nur sehr schwer datieren. Allerdings gibt es einige indirekte Hinweise: Archäologische Befunde zeigen, dass die Salzmarschen im Bereich des Severn-Ästuar im 17. Jahrhundert stark erodiert wurden. Ungefähr zur gleichen Zeit verschwand Ackerland auf exponierten Hügelrücken vollständig – dort liegt bis heute das Grundgestein frei. Derartig schwerwiegende Geländeveränderungen deuten auf sehr schnell bewegte Wassermassen hin, wie sie bei einem Tsunami auftreten. Eine Sturmflut schafft das nicht.

Die deutlichsten Idizien für das Jahr 1607 stammen jedoch von den auf den ersten Blick am wenigsten datierbaren Hinterlassenschaften: Gesteinsbrocken. An Steilküsten hinterlässt ein Tsunami die typischen gestapelten Gesteinstrümmer direkt an der Steilwand. Das obere Ende solcher Trümmerstrecken, argumentieren die Wissenschaftler, markiert deswegen die Küstenlinie zur Zeit des Ereignisses, und wenn man die ungefähren Erosionsraten einer Steilküste kennt, kann man auf diese Weise den Zeitpunkt des Tsunamis auf einige Jahrzehnte genau bestimmen.

Die Steilküsten im Severn-Gebiet sind relativ weich und weichen pro Jahr etwa um 30 Zentimeter zurück. Seit 1590 ist die Küste etwa um 120 Meter erodiert worden. Die Maximale Entfernung zwischen den Tsunami-Trümmern und der Steilwand beträgt etwa 110 Meter, was auf einen Tsunami zwischen 1590 und etwa 1630 schließen lässt. Das passt nicht nur sehr gut zu den Augenzeugenberichten, sondern auch zu den Radiocarbon-Datierungen der Erosion der Salzmarschen und des Ackerbodens im Inland. Auf der Basis dieser Indizien, die alle auf eine Flut mit sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten im frühen 17. Jahrhundert hinweisen, liegt es nahe, die Tsunami-Spuren im Grundgestein ebenfalls diesem Ereignis zuzuordnen.

Ursache?
Was genau den Tsunami von 1607 ausgelöst hat, weiß man natürlich nicht. Es stehen jedenfalls plausible Kandidaten bereit: Ein Erdbeben, eine Rutschung am Kontinentalhang oder eine Kombination aus beiden.

Eine aktive untermeerische Störungszone, die durch ein Erdbeben einen Tsunami auslösen kann, liegt zum Beispiel südöstlich der irischen Küste. In den 80er Jahren trat dort ein Erdbeben der Stärke 4,5 auf, weit stärkere Erschütterungen in historischer Zeit sind aber durchaus vorstellbar. Auch im Severn-Ästuar selbst liegen aktive Verwerfungen.

Hangrutschungen an Kontinentalrändern können ebenfalls beträchtliche Tsunamis auslösen. Die bekannteste untermeerische Rutschung ist das Storegga-Ereignis, das vor etwa 7000 Jahren vor der Norwegischen Küste stattfand. Der Kontinentalhang südlich von Irland ist relativ steil, und Spuren früherer Rutschungen finden sich dort am Meeresgrund überall. Wann die entstanden sind, kann aber niemand sagen.

Das wirft natürlich die Frage auf, ob es nicht auch für uns sinnvoll wäre, derartige Ereignisse auf der Rechnung zu haben. Mit einem Tsunami müsste man zwar bestenfalls alle paar hundert Jahre rechnen, doch die Auswirkungen wären verheerend: Die Nordseeküsten gehören zu den am dichtesten besiedelten und am stärksten industrialisierten Regionen der Welt.

Das Ereignis von 1607 zeigt jedenfalls, dass Tsunamis in Europa auch in historischer Zeit gar nicht so selten sind. Kaum anderthalb Jahrhunderte nach der Katastrophe von England starben in Lissabon 60.000 Menschen, als sie sich nach einem Erdbeben ans Flussufer retten wollten. Selbst kleinere Erdbeben oder Rutschungen können enorme Schäden anlichten, wenn eine trichterförmige Küstelinie wie zum Beispiel die Deutsche Bucht die Flutwellen verstärkt und fokussiert. Es wäre möglicherweise klug, zumindest ein bisschen vorbereitet zu sein.

-

Bryant, E., & Haslett, S. (2007). Catastrophic Wave Erosion, Bristol Channel, United Kingdom: Impact of Tsunami? The Journal of Geology, 115 (3), 253-269 DOI: 10.1086/512750



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Kommentare

  1. Wolfgang Flamme kein Betreff
    17.08.2009, 03:52

    BSH:

    "- It is expected that a tsunami signal arriving at the German coast is comparatively lower than the storm surge level

    (...)

    - The German coast seems to be protected by the shelf"

    Quelle:
    http://www.ehs.unu.edu/file.php?id=237#page=31

    Natürlich ist nicht mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auszuschließen, daß direkt vor Hamburg ein größerer Asteroid ins Meer fällt - diesbezüglich besteht also dringend Handlungsbedarf.

  2. Fischer kein Betreff
    17.08.2009, 12:24

    daß direkt vor Hamburg ein größerer Asteroid ins Meer fällt
    Das ist sogar schon mal passiert.

  3. Karl Bednarik Kollisionskurs
    17.08.2009, 13:07

    Im Mittelmeerraum sind die Afrikanische Platte, die Eurasische Platte, und die Anatolische Platte auf permanenten Kollisionskurs.

    Durch die Subduktion der Afrikanischen Platte können im Mittelmeerraum Seebeben und Tsunamis auftreten.

    Ab und zu explodiert dort auch eine Vulkaninsel, wie zum Beispiel Thera/Santorin vor rund 4000 Jahren.

  4. Fischer @Bednarik
    17.08.2009, 14:58

    Das Mittelmeer ist natürlich geologisch etwas abenteuerlicher als Nordsee und Atlantik. Siehe auch dieses Buch.

    Für die nächsten Tage habe ich einen Beitrag über Subduktionszonen geplant, das ist noch mal ne Stufe höher, was Tsunamis angeht.

  5. Wolfgang Flamme kein Betreff
    18.08.2009, 00:34

    "Das ist sogar schon mal passiert."

    Naja, 'direkt vor Hamburg' würde ich jetzt nicht mit 'vor 45 Mio Jahren' gleichsetzen - aber vielleicht sehen Geologen das ja anders.

    PS:
    6m-Tsunamis sind eigentlich doch Firlefanz...

    "On July 9, 1958, a large earthquake along the Fairweather Fault struck Southeastern Alaska. A combination of disturbances triggered by the earthquake generated a mega-tsunami wave that rose to a maximum height of 1,720 feet (516 m) at the head of Lituya Bay."

    http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1958LituyaB.html

    Es gab dabei eine Handvoll Augenzeugen, die meisten davon haben es sogar überlebt ... kaum zu fassen, oder?

  6. Karl Bednarik Kanarische Inseln
    18.08.2009, 05:33

    Die Kanarischen Inseln sind auf Grund ihres schnellen vulkanischen Wachstums ideale Kanditaten für unterseeische Hangrutschungen.

    Das gesamte Material der Kanarischen Inseln häufte sich in nur 2 bis 20 Millionen Jahren an.

    Wenn sich dort einige Kubikkilometer Gestein in Bewegung setzen, dann gefährdet die dadurch entstehende Flutwelle sämtliche Küsten des Atlantiks.

  7. Karl Bednarik Cumbre Vieja auf La Palma
    18.08.2009, 07:31

    La Palma ist nur rund 2 Millionen Jahre alt.

    Vom Cumbre Vieja auf La Palma können rund 500 Kubikkilometer Gestein abrutschen.

    http://www.3sat.de/...no/cstuecke/30122/index.html

  8. Fischer Die Story mit der Welle...
    18.08.2009, 09:24

    *Es gab dabei eine Handvoll Augenzeugen, die meisten davon haben es sogar überlebt ... kaum zu fassen, oder?*

    ...hab ich als Kind mal gehört. Ich wär zu gerne mal bei sowas dabei (dann aber höher als 600 Meter, wenns geht).

    Die Beschreibung klingt mir, was Stärke, Ort und Dauer angeht, nach einem Subduktionsbeben. Die Dinger verursachen u.a. ganz erheblichen Versatz seewärts, und wenn so ne komplette Küstenlinie ruckartig fünf Meter verschoben wird, kriegt man leicht mal ordentliche Tsunamis.

  9. Wolfgang Flamme Tsunamis im Bodensee
    18.08.2009, 21:55

    Fällt mir nur gerade ein: Historisch sind AFAIR auch für den Bodensee (milde) Tsunamis verbürgt.

    Ich erinnere mich an einen Bericht, nach dem in fernerer Vergangenheit eine Serie milder Beben anscheinend die Resonanzfrequenz des Sees so getroffen haben soll, daß das Wasser ganz ordentlich hin und her schwappte - historische Augenzeugen legten jedenfalls schriftlich nieder, daß das Wasser mehrfach ab- und wieder aufgelaufen sei, wobei auch einiger Schaden zu verzeichnen war.

    Leider habe ich darüber im Web nichts (mehr?) finden können, aber vielleicht kann jemand aushelfen?

  10. Fan kein Betreff
    18.05.2010, 12:43

    sehr schöner und interessanter text. der blog gefällt mir richtig gut

  11. lolaa Ursache?
    16.06.2010, 16:01

    also das stimmt nicht denn ich hab es anders gelesen undzwar so:Tsunamis, die Riesenwelle
    Der Begriff "Tsunami" stammt aus dem japanischem und bedeutet im etwa "große Welle im Hafen". Und nicht umsonst haben die Japaner ihnen den Namen gegeben, denn jede fünfte Springflut in der Welt trifft auf die Küsten Japans. Und auch wenn seit 1948 mit einem ausgeklügelten Systemen alle Tsunamis vorhergesagt werden konnten, ist seit dem 26. Dezember 2004 brutal klar geworden, dass auch der Indische Ozean ein Warnsystem dringend nötig hat - eine frühere Einsicht dieser Erkenntnis hätte auch in Sri Lanka viel Leid erspart ...

    Ist die Vorhersage überhaupt möglich?
    Schon die Kinder wissen um die Gefahr aus dem Meer und werden in Simulationen mit der mörderischen Kraft vertraut gemacht. Und Japan schützt sich mit dem derzeit wohl besten Warnsystem der Welt.

    - Ein Seismologe der Universität Tokio behauptet, dass deren warnsystem auf 3 Säulen beruht:
    - Schnelle Messung und Information
    - Befestigung unserer Küsten mit Schutzwällen
    - ausgearbeiteter Evakuierungsplan

    -> damit auch jeder weiß, wohin er im Notfall schnell entkommen kann

    Mit Messsonden auf dem Meeresboden werden auffällige Erdbewegungen und Veränderungen des Wasserdrucks registriert, über Bojen an Tsunami - Alarmzentren weitergeben, die dann die Bevölkerung warnen. Auch das Tsunami - Zentrum auf Hawaii erhält die Daten aus Japan. Von hier wird darüber hinaus der gesamte Pazifik überwacht - mit Erfolg!

  12. norman Tsunami in der Lituya Bay
    09.11.2010, 18:01

    Hier noch einige Informationen zum damaligen Tsunami :
    1. Der Tsunami entstand nicht direkt durch das durch ein Beben der Stärke 8.5 sondern durch eine durch dieses ausgelöste Hangrutschung ( überirdisch ) am einen Ende der Bucht.
    2. Die Legende von der 500m Welle ist nicht ganz richtig da die Welle an sich "nur" 220m hoch war jedoch am anderen Ende der Bucht bis zu 500m nach oben schwappte . Dies wurde dann von Medien zur Wellenhöhe gemacht .

  13. Mitchel Mckirryher kontrollierte Expolsion
    16.03.2011, 14:23

    Nach Aussage der Betreiber habe es heute eine kontrollierte Expolsion gegeben. Es sind dabei 11 Menschen verletzt worden. Wie kann das eine "kontrollierte Explosion" gewesen sein? Ich will mal hoffen das die Regierung etwas aus dieser Katastrophe lernt und die die Kernkraftwerke ein für alle mal ausschalten. Der Glaube an die Beherrschbarkeit einer Kettenreaktion ist entsetzt. Wir sehen im Fernseher, wie ein Block nach dem anderen außer Kontrolle gerät. Jedoch sind unsere Kraftwerke sicher wenn es kein Menschliches Versagen gibt - wenn es kein Tsunami oder Hochwasser gibt und wenn es kein größeres Erdbeben gibt.

  14. Michael Khan Quelle?
    16.03.2011, 16:24
    Nach Aussage der Betreiber habe es heute eine kontrollierte Expolsion gegeben. Es sind dabei 11 Menschen verletzt worden. Wie kann das eine "kontrollierte Explosion" gewesen sein?

    Was ist die Quelle für diese Meldung?

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