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Die Wellen nach dem Beben

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

In den Freitagnachmittagsstunden traf Japan das schwerste Erdbeben seiner Geschichte. Die Erdstöße mit einer Stärke von 9.0 auf der Richterskala und eine Vielzahl von Nachbeben haben große Schäden angerichtet, u.a. in mehreren Atomanlagen des Landes. Am verheerendsten dürfte allerdings der Tsunami gewesen sein, den die Erdstöße ausgelöst hatten und der an Japans Ostküste Häuser, Schiffe, Autos und Trümmerteile kilometerweit ins Landesinnere spülte.

Wenige Stunden nach dem Tsunami sprachen wir mit Prof. Torsten Schlurmann, Direktor des Franzius-Instituts für Wasserbau und Küsteningenieurwesen der Uni Hannover, über die Entstehung eines Tsunami und über die entscheidenden ersten Minuten nach der Registrierung der „Hafenwellen“.

Tsunami trifft auf Land

Die Aufnahmen des japanischen Fernsehens zeigen die Gewalt, mit der sich die Wassermassen des Tsunami landeinwärts schieben.


planeterde:
Herr Prof. Schlurmann, in Japan hat sich ein schweres Erdbeben ereignet, laut Angaben des U.S. Geological Survey das fünfschwerste weltweit seit 1900. Kurze Zeit nach dem Beben traf ein gewaltiger Tsunami mit einer Höhe von über 10 Metern auf Japans Küsten. Wie kommt es, dass bei einem Tsunami an der Küste nicht nur eine Wellenfront, sondern mehrere hintereinander eintreffen, die in ihrer Höhe sogar noch zunehmen?

Schlurmann: Die Frage ist schwierig zu beantworten. Wir wissen heute, dass die ursprünglich durch das Erdbeben erzeugte Auslenkung der Wasseroberfläche infolge von Erdbeben in Subduktionszonen der Form eines „N“ folgt. Das bedeutet, dass wir sowohl eine positive als auch eine negative erste Auslenkung der Wasseroberfläche am Ursprungsort vorliegen haben. Diese pflanzt sich konzentrisch fort, und es kommt am Ursprungsort zu einer Art Nachschwingen der Wasseroberfläche. Wir wissen heute, dass die meisten Tsunamis im küstennahen Bereich aus drei bis vier Einzelwellen mit z.T. unterschiedlichen Wellenhöhen, aber ähnlicher Periode, die zwischen 10 bis 30 Minuten liegen kann, auftreten und an Land entsprechende Zerstörungen hervorrufen können. Es gilt daher nach Einlauf der ersten Welle an der Küste auch grundsätzlich keine Entwarnung, da weitere Wellen in dem bereits genannten zeitlichen Abstand einlaufen können.

planeterde: Es gab bereits rund 11 Minuten nach den ersten Erdstößen eine konkrete Tsunamiwarnung. Woher kommen die Daten dafür?

Schlurmann: Mit der Weiterentwicklung von seismischen Netzwerken und anderen in Echtzeit arbeitenden Sensorsystemkomponenten mit entsprechender Online-Datenübertragung und integrierten Auswertesystemen sind wir heute in der Lage, ein erstes Lagebild bereits ca. drei bis fünf Minuten nach dem Erdbeben abzugeben. Insbesondere die seismischen Netzwerkkomponenten, die Stärke, Tiefe und Lokation des Erdbebens in Echtzeit analysieren können, lassen erste Erkenntnisse auf die Bruchmechanik, tektonische Verschiebungen und dadurch Rückschlüsse auf Tsunamis zu. Die Welle muss allerdings durch weitere Daten anderer Netzwerkkomponenten wie Bojen oder Drucksensoren auf dem Meeresboden bestätigt werden.

planeterde: Im Moment sieht es so aus, als ob die meisten Todesopfer nicht auf das Konto des Bebens selbst, sondern auf das des nachfolgenden Tsunamis gehen. Was macht einen Tsunami so gefährlich?

Schlurmann: Der Tsunami unterliegt im küstennahen Bereich und an Land physikalischen Transformationen, die die Wellenhöhen im Vergleich zur ursprünglichen Wellenhöhe am Entstehungsort um ein Vielfaches ansteigen lassen. Zudem werden hohe Strömungsgeschwindigkeiten der einlaufenden Welle an Land generiert – zwischen 20 und 30 km/h –welche ursächlich für die Zerstörungen sind.

planeterde: Wie weit kann man diese Gefahr durch geeignete Frühwarnsysteme minimieren?

Schlurmann: Im Grundsatz verfügen wir bereits über die technologischen Komponenten, mit denen sich ein Frühwarnsystem effektiv betreiben lässt, um Tsunamis am Entstehungsort im offenen Meer und im Verlauf der Ausbreitung in küstennahen Gewässern zu erfassen und die so ermittelten Daten zu prozessieren, die als Entscheidungsunterstützung für Evakuierungen dienen können. Kritisches Element für die Evakuierung von Menschen an den Küsten ist aber immer die verbleibende Vorwarnzeit und die entsprechende Wahrnehmung und Reaktion der Menschen. Ein in Küstennähe durch ein Erdbeben ausgelöster Tsunami bietet oftmals nur Zeitfenster von 10 bis 20 Minuten, um eine Evakuierung durchzuführen, wovon allein 5 bis 10 Minuten zur erfolgreichen, validierten Detektion der Welle benötigt werden.

planeterde: Sie haben selber drei Jahre lang im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN-Projekts „Last-Mile Evacuation“ an einem Tsunami-Evakuierungssystem für die indonesische Stadt Padang gearbeitet. Kann man ein solches System 1:1 auf eine 8-Millionen-Stadt wie Tokyo oder auch weniger stark besiedelte Regionen wie die vom Tsunami besonders betroffene Präfektur Miyagi übertragen?

Schlurmann: Nein, dies ist so nicht möglich, da lokal die küstennahe Bathymetrie, also die Unterwassertopographie, sowie die Topographie der Landflächen entscheidend für die bereits genannten Transformationen und die Ausbreitung der Welle an Land sind. Außerdem wissen wir heute, dass der Bebauungsgrad einer Stadt und die Landnutzung bzw. -bedeckung einen signifikanten Einfluss auf die Überflutungsflächen und den Grad der Zerstörung haben. Aber auch wenn die erzielten Erkenntnisse aus dem Projekt „Last-Mile Evacuation“ nur für den Fall Padang konkret anwendbar sind, die im Rahmen des Projekts entwickelten Methoden lassen sich grundsätzlich sehr wohl auch auf andere Regionen übertragen.

planeterde: Sieht man die Fernsehbilder einer solchen Katastrophe wie der jetzt in Japan mit anderen Augen, wenn man selbst an einem Projekt wie „Last-Mile Evacuation“ gearbeitet hat? Denkt man bei Betrachtung der Schäden daran, was das eigene System hätte leisten können in so einem Fall?

Schlurmann: Es ist beunruhigend zu erfahren, dass in einem hochentwickelten Land wie Japan derartige extreme Naturereignisse zu ähnlichen katastrophalen Folgen führen können wie z.B. in Indonesien oder Sri Lanka, obgleich in Japan seit Jahrzehnten zu dem Thema geforscht wird, Technologien entwickelt worden sind und Aufklärung in der Bevölkerung betrieben wurde, um den desaströsen Auswirkungen eines Erdbebens und einem nachfolgenden Tsunami vorzubeugen. Dennoch denke ich auch, dass wir sagen können, dass ohne die angesprochenen erfolgreichen Maßnahmen in der Vorbeugung und den entwickelten Frühwarntechnologien die Verluste und Schäden in Japan noch gravierender ausgefallen wären.

planeterde: Herr Prof. Schlurmann, vielen Dank für dieses Gespräch.


Eine laufend aktualisierte Zeitleiste zu den Ereignissen in Japan finden Sie hier.

Weitere Bilder und Informationen rund um das Erdbeben und den Tsunami in Japan finden Sie beispielsweise auf den Seiten des Deutschen Geoforschungszentrums

Eine Übersicht über das Projekt „Last-Mile Evacuation“ finden Sie auf der Projekt-Homepage und auf den Seiten der GEOTECHNOLOGIEN.

TM, iserundschmidt 03/2011