Tsunamis

Einleitung

Unter Tsunamis versteht man Wellen, die im tiefen Wasser der Weltmeere aus den verschiedensten Gründen meist infolge von Seebeben - entstanden sind und sich im flachen Wasser der Küsten zu gewaltigen Wellenbergen auftürmen.
Der Begriff Tsunami (der Tsunami) stammt aus dem Japanischen und bedeutet in Deutsch etwa "Hafenwelle" (von tsu = Hafen, nami = Welle).

 

Die Bezeichnung "Tsunami" wurde von japanischen Fischern vergeben, die nach einer derartigen Flutwelle vom Fischfang zurückkehrten und in ihren Heimathäfen schwerste Verwüstungen vorfanden, und das obwohl sie auf der offenen See im tiefen Wasser auch nicht die geringsten Auffälligkeiten festgestellt hatten. Tsunamis bestehen aus einer Serie von Wellen. Sie sind so genannte Flachwasserwellen, da ihre Wellenlänge, die mehrere hundert Kilometer betragen kann, selbst in sehr tiefem Wasser, sehr groß gegenüber der Wassertiefe ist. Außerdem besitzen sie eine sehr lange Periodendauer, die von ca. 10 Min. bis zu Stunden gehen kann. Zum Vergleich besitzen durch Wind erzeugte Wellen eine Wellenlänge von maximal einigen hundert Metern und Periodendauern, die im Minutenbereich liegen. Weiterhin werden bei den durch Wind erzeugten Wellen nur die oberen Schichten des Wassers in Schwingungen versetzt, bei Tsunamis gehen die Schwingungen dagegen bis in große Tiefen hinab.

Es sind in den letzten Jahrzehnten Tsunamis mit einer Höhe bis zu 30 m beobachtet worden. Man vermutet, dass, z.B. infolge von Meteoriteneinschlägen, auch Tsunamis mit einer Höhe von mehreren 100 m an den Ufern der Weltmeere entstehen können. Sofern diese Wellenberge auf bewohntes und bebautes Land auftreffen, können sie gewaltige Schäden anrichten. Für viele Gebiete der Erde, so die Länder im Pazifik, hier insbesondere Japan oder aber auch die Anrainerstaaten des Indischen Ozeans stellen Tsunamis eine ständige Bedrohung dar. Das Seebeben mit einer Stärke von über 9 auf der Richterskala vor Sumatra zu Weihnachten des Jahres 2004 forderte in zahlreichen Anrainerstaaten bis zu schätzungsweise 231.000 Opfer (näheres dazu weiter unten. Und am 11. März 2011 ereignete sich vor der Nordostküste der japanischen Insel Honshu ein Beben der Stärke 8,9, das zu Wellen mit einer Höhe bis zu 10 m zur Folge hatte. Große Teile der Küstenregionen im Nordosten wurden dem Erdboden gleichgemacht. Es gab über 1.000 Tote.

Wie entstehen Tsunamis?

Tsunamis entstehen im tiefen Wasser der Ozeane auf Grund von Erdbeben, tektonischen Verschiebungen, Meteoriteneinschlägen, Vulkanausbrüchen oder dem Absturz riesiger Mengen Materie, z.B. durch das Abrutschen von ganzen Berghängen. All diese Ursachen führen u.a. zu vertikalen Bewegungen großer Wassermassen.

  • Seebeben
    Seebeben sind besonders häufig im Pazifik, wo verschiedene große Kontinentalplatten aufeinandertreffen, so wie in Japan, wo gleich drei größere und eine kleine Kontinentalplatten aufeinander treffen oder im Javagraben wo die eurasische an die indisch-australischen Platte grenzt. Wegen der verschiedenen Wanderbewegungen der Platten kommt es im Erdinneren zu gewaltigen Spannungen, die irgendwann zur "Entspannung" und damit zu schweren tektonischen Verschiebungen, also zu See- bzw. Erdbeben, führen. Auf Grund eines Seebebens wird dann dem Wasser eine extrem große Menge an Energie übertragen, die sich mit hoher Geschwindigkeit über weite Strecken ausbreitet. Beispielsweise beträgt die Geschwindigkeit einer derartigen Welle, die auf hoher See oft nur wenige Dezimeter hoch ist, bei einer Wassertiefe von z.B. 4.000  eine Geschwindigkeit der Welle von 198 m/s = 713 km/h

Dabei sollte beobachtet werden, dass dabei kein Wasser, wie z.B. in einem Fluss fließt, sondern die Energie der Welle über Reibungskräfte weitergeleitet wird. Dadurch sind auch die hohen Wellengeschwindigkeiten zu erklären. Eine derartige Geschwindigkeit der Schwingungszustände einer Welle bezeichnet man als Phasengeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit dagegen, mit der sich die Wassermoleküle in Richtung der Welle ausbreiten, lässt sich über das Verhältnis der Wellenhöhe (Amplitude), die nur wenige Dezimeter beträgt, zu der Wassertiefe bestimmen. Bei einer Amplitude der Welle von 0,4 m und einer Wassertiefe von 4.000 m ergibt das einen Faktor von einem Zehntausendstel. In diesem Fall sind das gerade mal 2 cm pro Minute.
Erreicht eine derartige auf See kaum merkbare Welle jedoch flache Gewässer, von z.B. 100 m Tiefe, so sinkt deren Geschwindigkeit nach der obigen Gleichung auf rund 113 km/h und die Geschwindigkeit der Wassermoleküle nimmt erheblich zu.
Da die Energie einer derartigen Welle u.a. von ihrer Geschwindigkeit und ihrer Höhe abhängt, muss bei reduzierter Geschwindigkeit die Wellenhöhe steigen. Das ist die Erklärung dafür, dass die Tsunamis, die auf hoher See nur eine sehr geringe Höhe (Amplitude) aufweisen, sich in Landnähe so gewaltig auftürmen.
Der Energieverlust einer Wasserwelle ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge.

 Energieverlust ≈ 1 / Wellenlänge

Da die Wellenlänge von Tsunamis bis zu mehreren 100 km betragen kann, ist verständlich, warum sie ohne wesentlichen Energieverlust viele Tausend Kilometer "wandern" können und an den Ufern so verheerende Schäden anrichten. Besonders gefährdet sind Fjorde und Flusshäfen, da sich hier die Wellen auf Grund der großen Enge sogar zu 100 m hohen Ungetümen auftürmen können.

 Anmerkung
Entgegen der allgemeinen Auffassung, dass bei derartigen Phänomenen auf hoher See kaum höhere Wellen zu erwarten sind, steht die Beobachtung eines Fischers, der sich mit seinem ca. 20 m langen Boot in unmittelbarer Nähe des Epizentrums vor Sumatra/Indonesien bei dem Seebeben vom 26. Dezember 2004 befand. Seinen und den Aussagen seiner Crew zufolge senkte sich der Wasserspiegel plötzlich um ca. 10 bis 15 m. Kurz darauf entstand eine Wasserwand, ähnlich einer Art Wasserblase, von über 30 m, die sich dann auf die Küste zubewegte.
Obwohl Seebeben die weitaus häufigsten Ursachen für Tsunamis sind, sollen andere mögliche Ursachen dennoch dabei nicht vergessen werden:

  • Meteoriten- bzw. Asteroideneinschlag
    Die Auswirkungen eines Meteoriteneinschlags in eines der Weltenmeere hängt von der Masse und der Geschwindigkeit des Meteors bzw. Asteroiden ab. Es gibt Hinweise, z.B. auf Hawaii oder auch in Deutschland (Tübingen), dass vor ca. 200 Millionen Jahren auf Grund eines Meteoriteneinschlags, Tsunamis mit einer Höhe von bis zu 400 m entstanden sein könnten. Derartige Riesenwellen würden das gesamte Leben in Teilen der Erde bedrohen.
  • Erdabrutsche
    Durch das Abrutschen großer Mengen Materie ins Meer sind ebenfalls große Flutwellen zu erwarten. So besteht die Gefahr, dass auf der Insel La Palma auf den Kanaren, die westliche Flanke des Cumbre Vieja (1.950 m) in den Atlantik stürzt bzw. abrutscht. Unter ungünstigen Bedingungen könnte dies z.B. sogar in New York zu einer bis zu 25 m hohen Flutwelle führen. Auch der 3.718 m hohe Tiede auf Teneriffa gilt als potenzieller Tsunamis Auslöser. Im Jahr 1958 entstand in der Lituya -Bucht in Alaska, und zwar auf Grund eines Landabrutsches, eine Flutwelle mit einer Höhe von wahrscheinlich 525 m. Dieser Tsunami hatte jedoch nur eine mehr regionale Bedeutung.
  • Vulkanausbrüche
    Bei dem Ausbruch von unterseeischen Vulkanen kann es zu riesigen Flutwellen kommen. So wurde wahrscheinlich die Minoische Kultur auf Kreta durch den Ausbruch des Vulkans auf der Kykladeninsel Santorin (Thira) etwa im Jahr 1628 v.Chr. durch eine Flutwelle, die über das Mittelmeer raste, zerstört.
    Der Ausbruch des Krakatau/Indonesien im Jahr 1883 brachte infolge der dadurch ausgelösten Flutwelle u.a. rund 36.000 Menschen auf Indonesien den Tod. Durch den Ausbruch bildete sich unter dem Meeresspiegel ein riesiger Hohlraum, der kurz nach dem Ausbruch einstürzte und eine bis zu 30 m hohe Flutwelle zur Folge hatte. Von der Vulkaninsel verschwanden ca. Zweidrittel im Meer. Die Vulkaninsel Krakatau liegt in der Sunda-Straße zwischen Sumatra und Java.
  • Nuklearexplosionen
    Nach einer Veröffentlichung des Pacific Tsunami Warning Center (PTWC) können auch Nuklearexplosionen im Meer bzw. auf dem Meeresboden eine Flutwelle zur Folge haben. Derzeit werden aber von keinem Staat derartige Tests durchgeführt, so dass Nuklearexplosionen als Ursache für das Auftreten von Flutwellen derzeit glücklicherweise eine rein akademische Diskussion darstellt.

 

Einige große Tsunamis

Die weitaus höchste Flutwelle der jüngsten Zeit ereignete sich am 9. Juli 1958 in der Lituya Bay/Alaska. Dort gab es nach einem riesigen Landabbruch eine ca. 525 m hohe Flutwelle. Die Welle war jedoch eine Art "Verdrängungswelle" auf Grund der gewaltigen Erdmassen, die ins Wasser abstürzten. Sie blieb auch regional begrenzt und kann daher nur sehr bedingt als Tsunami bezeichnet werden. Tsunamis kommen häufiger vor, als hier in Europa gemeinhin bekannt ist. Aber nur wenige der Tsunamis führen zu größeren Zerstörungen oder gar Toten.

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:

  • von 1970 bis 1979 insgesamt 106, von denen 18 zu Zerstörungen und Toten führten
  • von 1980 bis 1989 insgesamt 72, von denen 5 zu Zerstörungen und Toten führten
  • von 1990 bis 1999 insgesamt 97, von denen 21 zu Zerstörungen und Toten führten

Japan
Infolge eines Erdbebens der Stärke 9,0 auf der Richterskala am 11. März 2011 vor der Ostküste des Landes traf eine bis zu 16 hohe Flutwelle das Land.  Die Welle raste an der Nordostküste der Hauptinsel Honshu mehrere km weit ins Landesinnere und zerstörte dabei fast die gesamte Infrastruktur. Sie riss alles mit sich, was sich ihr in den Weg stellte - Gebäude, Brücken, Straßen, Bäume, Autos oder Tiere - und sogar größere Schiffe wurden aufs Land geworfen. Man schätzt, dass zudem über 18.000 Menschen dabei ums Leben kamen. Da in dem Kernkraftwerk Fukushima in der Nähe der Millionenstadt Sendai die Stromversorgung zusammen gebrochen war, kam es in vier der sechs Reaktoren zu einer so massiven Überhitzung, dass es u. zum Austritt größerer Mengen Radioaktivität kam. Daraufhin wurden die Menschen in einem Umkreis von 30 km evakuiert. Noch auf Hawaii wurden Flutwellen bis zu einer Höhe von ca. 1 m gemessen. Der angerichtete Schäden ist wegen der dichten Besiedlung der Region ungleich größer als bei dem Seebeben Weihnachten 2004 - auch wenn es erheblich weniger menschliche Opfer gab.

Lissabon/Portugal

Durch eine riesige Flutwelle starben in Lissabon am 1. November 1755 ca. bis zu möglicherweise 100.000 Menschen, die sich vor einem Erdbeben an den Fluss Tejo geflüchtet hatten und dort von der Welle überrascht wurden.
Auslöser des Tsunami war ein schweres Seebeben mit seinem Epizentrum ca. 200 km südwestlich von Cabo de Sao Vicente, einer Felsformation im Atlantik.

Samoa
Ende September 2009 erreichte ein Tsunami, der infolge eines Seebebens der Stärke 8 bis 8,3 auf der Richterskala, entstanden war, den Inselstaat Samoa. Die Höhe der Welle erreichte bis zu 6 m. Die Anzahl der Toten war nicht exakt feststellbar, liegt wahrscheinlich um 120.

Südindien, die Andamanen und Nikobaren (Indien), Thailand, Sri Lanka, Indonesien und die Malediven

Zu Weihnachten des Jahres 2004 - und zwar am 26.12. - gab es wohl eine der verheerendsten Flutwellen, die in jüngerer Zeit überhaupt aufgetreten sind. Dabei wurden vor Sumatra/Indonesien Wasserwände mit der unglaublichen Höhe von ca. 35 m festgestellt. Diese Flutwelle forderte schätzungsweise 231.000 Menschenleben, die meisten - etwa 170.000 - starben in der Provinz Aceh auf Sumatra/Indonesien, vor dessen Küste das Epizentrum des Seebebens lag. Man schätzt die Anzahl der beigesetzten Toten allein in diesem Gebiet auf ca. 143.000, wobei mehr als 27.000 Menschen als vermisst gelten. Rund 570.000 Menschen verloren dort ihr zu Hause und 90% der Straßen, Schulen und Krankenhäuser wurden zerstört. Weitere Opfer gab es in Südindien, auf den Andamanen und Nikobaren (gehören zu Indien), in Thailand sowie auf Sri Lanka. Das von vielen ausländischen Touristen besuchte Thailand beklagte ca. 8.000 Tote, die meisten in der Region um Phuket und, ca. 60 km nördlich, im Ferienzentrum Khao Lak. Unter den Opfern waren rund 500 Deutsche.
Wegen der rigiden Informationspolitik der herrschenden Militär-Junta im nördlich von Thailand liegenden Burma (seit 1989 Myanmar) lagen von dort keinerlei verlässliche Daten vor. Sogar der westafrikanische Staat Somalia beklagte einige hundert Tote auf Grund der Flutwelle.
Unter den Toten waren zahlreiche Urlauber aus vielen Ländern, u.a. etwa 534 Menschen aus Deutschland, ca. 300 Menschen aus der Schweiz sowie ca. 88 Menschen aus Österreich.

Papua Neuguinea
Im Jahr 1998 mit rund 2.100 Toten

Philippinen
Im Jahr 1976 mit 5.000 Toten

Alaska, Oregon, Kalifornien

Im Jahr 1964
Ein Erdbeben vor Alaska führt zu einer Flutwelle, die in Alaska zu 107, in Oregon zu 4 und in Kalifornien zu 11 Toten führt.

Chile, Hawaii
Im Jahr 1960
Eine ca. 10 m hohe Flutwelle tötet ca. 1.100 Menschen, davon ca. 70 auf Hawaii.

Alaska, Hawaii
Im Jahr 1946
Eine Flutwelle infolge eines Erdbebens vor Alaska reißt die Besatzung eines Leuchtturms (5 Personen) vor Alaska in den Tod und tötet auf Hawaii 160 Menschen.

Ecuador und Kolumbien

Im Jahr 1906 mit ca. 1.500 Toten

Japan

Im Jahr 1896 mit 26.000 Toten
Die Flutwelle erreichte eine Höhe von ca. 23 m.

Java, Sumatra, Indonesien
Der Ausbruch des Vulkans Krakatau im Jahr 1883.
Eine 30 m hohe Flutwelle kostete 36.000 Menschen das Leben.

Gefährdete Regionen, Nordsee und Ostsee

Pazifischer Raum
Auf Grund der hohen tektonischen Aktivität besteht besonders im pazifischen Raum eine größere Gefahr von Seebeben oder Vulkanausbrüchen, die zu Tsunamis führen. Insbesondere Japan, wo gleich 3 größere und eine kleinere Kontinentalplatten aneinander grenzen, wird immer wieder von Flutwellen heimgesucht. Insgesamt kommen über 80% aller Flutwellen im pazifischen Raum vor.

Atlantik,  Nordsee und Ostsee
Aber auch im Atlantik sind tektonische Aktivitäten nicht auszuschließen. So traf am 5. Juni 1858 ein vom Atlantik herrührender über 6 m hoher Tsunami Teile der Küstenregionen von Frankreich, Belgien, der Niederlande, Deutschlands und Dänemarks. Allerdings kamen dabei kaum Menschen ums Leben, da sie sich größtenteils vorher in Sicherheit bringen konnten. Die Ostsee dagegen gilt als praktisch nicht gefährdet.
 
Mittelmeer
Auch das Mittelmeer ist tektonisch stark gefährdet. So kann es im Marmarameer auf Grund der tektonischen Beschaffenheit jederzeit zu einem Seebeben mit entsprechenden Flutwellen kommen. Auch Griechenland, mit einer hohen Erdbebenaktivität, gilt, besonders wegen seiner rund 14.000 km langen Küste, als besonders gefährdete Region, in der es zu Seebeben mit darauf folgenden Tsunamis kommen kann. Wie gefährdet das Mittelmeer tatsächlich ist, sei an einigen Beispielen verdeutlicht:

  • 1741 verwüstete eine Flutwelle die Ostküste der Insel Rhodos.
  • 1817 folgte auf ein Erdbeben im Golf von Korinth ein Tsunami.
  • 1867 wurde die Ortschaft Lixouri auf der Insel Kefallonia durch ein Tsunami verwüstet.
  • 1908 gab es in Messina auf Sizilien nach einem Erdbeben und einem darauf folgenden Tsunami über 90.000 Tote.
  • 1956 folgte auf ein Erdbeben der Stärke 7,5 an der Küste der Insel Amorgos in Griechenland ein Tsunami mit einer Höhe von 25 m

Warnsignale/Verhaltensmaßnahmen

Sollte man auf irgendeinem Wege von einem Erdbeben, insbesondere einem Seebeben erfahren oder es selbst gespürt haben, muss stets mit einem Tsunami gerechnet werden. Dabei muss  jedem bewusst sein, dass ein Tsunami aus einer Serie von Wellen besteht und die erste "Welle" dabei nicht die höchste sein muss.
Als Hinweise auf das Auftreten einer Flutwelle können, bereits vor dem Auftreffen der Wellen auf das Ufer, folgende "Warnsignale" auftreten:

  • laute Geräusche, wie von Autos oder einem Flugzeug
  • merkwürdige kleinere Wellenbewegungen
  • ein plötzliches Zurückweichen des Wassers
  • Schaumkronen weit draußen auf dem Meer

Um der Gewalt eines Tsunami zu entgehen, besteht der beste und fast einzige Schutz im Aufsuchen höher gelegener Gebiete oder stabiler hoher Gebäude. Sollte die Zeit zu kurz sein, womit wohl meistens zu rechnen ist, sollten die oberen Stockwerke fester Gebäude aufgesucht werden, z.B. von Hotels u.ä. Bei den genannten Anzeichen für eine Tsunami sofort aus dem Wasser und alles stehen und liegen lassen und weg vom Ufer/Strand. Flüsse, Fjorde oder engere Buchten sollten unbedingt gemieden werden, da sich Wellen hier auf Grund der Enge, zu Ungetümen mit einer Höhe von über 100 m auftürmen können.
Schiffe, wie z.B. Sportmotorboote oder Segelschiffe sollten so schnell wie möglich tieferes Wasser aufsuchen und sollten auf keinen Fall versuchen, an Land zu kommen. Als "tief" und damit als relativ sicher, gelten nach Aussagen des Pacific Tsunami Warning Center (PTWC) ca. 100 Faden. Dabei ist ein Faden eine Tausendstel Seemeile, also 1,852 m. Da in bestimmten Regionen theoretisch immer mit Tsunamis zu rechnen ist, sollte man stets anhand der Seekarten genau wissen, wo am schnellsten tiefes Wasser erreichbar ist. Ansonsten Luken dicht, und unter Deck gut gesichert den Wellenschlag abwarten.

Wissen rettet Leben

Wie wichtig Wissen sogar im Urlaub für das eigene Leben sein kann, sei an dem Beispiel der 10 jährigen Tilly Smith aus Großbritannien dargestellt:
"Das Mädchen war während seines Urlaubs mit seinen Eltern zu Weihnachten 2004 in Phuket/Thailand am Strand mit der Bezeichnung Maikhao. Da sie einige Wochen vorher in der Schule unter Aufsicht eine spezielle Arbeit über Tsunamis erarbeitet hatte, interpretierte sie bestimmte Veränderungen des Meeres richtigerweise als Vorzeichen eines drohenden Tsunamis. Auf ihren Hinweis hin wurde der Strand geräumt und die Gäste in Sicherheit gebracht. An diesem Strandabschnitt gab es daher keine Toten zu beklagen".

Vorwarnzeiten

Wie oben dargestellt, hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Tsunamis entscheidend von der Wassertiefe ab. Daher ist im Pazifik die Geschwindigkeit dieser Wellen größer als z.B. im Mittelmeer mit Wassertiefen unter 1.000 m. Nach der obigen Gleichung ergibt sich beispielsweise bei einer Tiefe von 1.000 m eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von rund 357 km pro Stunde. Nach der allgemein bekannten Beziehung, dass die Zeit gleich dem zurückgelegten Weg dividiert durch die Geschwindigkeit ist, lassen sich die Vorwarnzeiten leicht berechnen, sofern der Ort eines Bebens relativ schnell und präzise bekannt ist. So hätte man selbst in einer Entfernung von nur 100 km vom Epizentrum immerhin noch eine Vorwarnzeit von etwas weniger als 20 Minuten. Im Pazifik oder dem Atlantik vergrößern sich dies Zeiten auf Grund der teilweise erheblichen Entfernungen ganz beträchtlich. Es ist sehr sinnvoll, dass in den gefährdeten Regionen des Pazifiks ein Vorwarnsystem aufgebaut worden ist. Sofern allerdings das Epizentrum eines Seebebens sehr nah an den Küsten liegt, reicht die Vorwarnzeit nicht aus, um die Menschen in Sicherheit zu bringen. So fanden Hunderte von Menschen bei dem schweren Seebeben am 11. März 2011 in Japan am Strand der Stadt Sendai den Tod. Sie konnten nicht mehr gewarnt werden!

Internationale Warnsysteme

Im pazifischen Raum gibt es eine Reihe von Tsunami-Warnsystemen, die vor allem von Hawaii und Alaska aus geleitet werden. Über spezielle Messbojen werden dabei im überwachten Gebiet alle tektonischen Veränderungen registriert und über Satelliten in die Zentrale übermittelt. Dort werden die Daten ausgewertet und bei Tsunami-Gefahr über Meldeketten die betroffenen Regionen alarmiert.

  • Pacific Tsunami Warning Center (PTWC)
    Ewa Beach bei Honolulu/Hawaii
  • West Coast/Alaska Tsunami Warning Center (WC/ATWC)
    Palmer/Alaska
  • Tsunami Warnzentrum
    Tokio/Japan