Tsunamis - Gefahren, Geschichte, Gegenmaßnahmen

Inhalt

1 Einleitung

2 Tsunami-Eigenschaften
2.1 Entstehungsmechanismen
2.2 Entstehungsregionen
2.3 Ausbreitung und Verhalten
2.4 Gefahren an der Küste

3 Tsunami-Ereignisse
3.1 Santorin
3.2 Lissabon 1755
3.3 Krakatau 1883
3.4 Aleuten 1946
3.5 Chile 1960
3.6 Tsunamis seit 1990

4 Schutzmaßnahmen
4.1 Aufklärung der Bevölkerung
4.2 Bauwerke
4.3 Pacific Tsunami Warning Center
4.4 DART

5 Zusammenfassung

6 Literatur

1 Einleitung

Der Begriff „Tsunami“ (japanisch für „Hafenwelle“) wurde 1963 international anerkannt (Rosenthal, 1999) und bezeichnet das Phänomen großer und energiereicher Wellen, die vor allem in zirkumpazifischen Staaten auftreten und dort ganze Küstenabschnitte zerstört haben. Die früher häufige Bezeichnung dieser Wellen als „Flutwellen“ ist irreführend und falsch, da sie unabhängig von den Gezeiten auftreten und nicht von Winden beeinflusst werden (Bolt et al., 1975). Die meisten dieser Wellen oder Wellenserien werden durch Erdbeben ausgelöst, weshalb sie häufig auch als „seismische Wellen“ bezeichnet werden, aber es gibt weitere nicht weniger wirkungsvolle Entstehungsmechanismen.

Unabhängig von ihrem Entstehungsmechanismus geht von solchen Wellen eine Gefahr für Küstenregionen aus. Wie diese Gefahren aussehen, was bei früheren Tsunami-Ereignissen ähnlich und was unterschiedlich verlaufen ist, soll hier aufgezeigt werden. Außerdem werden Maßnahmen zur Tsunami-Vorhersage und zum Schutz gefährdeter Küstenregionen vorgestellt.

2 Tsunami-Eigenschaften

2.1 Entstehungsmechanismen

Tsunamis können als Folge unterschiedlicher Prozesse auftreten: nicht ausschließlich Erdbeben, sondern auch Vulkanausbrüche und Erdrutsche bzw. Unterwasserlawinen können diese Wellen verursachen. Außerdem können Tsunamis bei Meteoriteneinschlägen ins Meer oder durch den Menschen verursacht auftreten.

2.1.1 Erdbeben

Von den im Pazifik vorgekommenen Tsunami-Ereignissen wurden 84% durch Seebeben ausgelöst. Diese treten besonders häufig an den tektonisch stark aktiven Subduktionszonen auf.

Allerdings löst nicht jedes Beben Tsunamis aus, sondern nur solche, die an Auf- bzw. Abschiebungsstörungen auftreten. Blattverschiebungen wie z.B. an der San Andreas Störung bei San Francisco sorgen zwar ebenfalls für teilweise sehr starke Erdbeben, aber da sie keine Volumenänderung des Wasserkörpers verursachen, sind sie nicht tsunamigen (Bolt et al., 1975). Das Aufwölben oder Einsinken des Ozeanbodens (Abb. 1) überträgt seine Bewegungsenergie auf das Wasser, was dadurch zu einer Wellenbewegung angeregt wird (ITIC, 2003).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Schema der Tsunami-Entstehung durch Erdbeben (Ingmanson und Wallace, 1979)

2.1.2 Vulkanausbrüche

Neben den Erdbeben können auch größere Vulkanausbrüche auf Inseln oder in Küstennähe die Entstehung von Tsunamis zur Folge haben. Besonders deutlich wurde dies 1883 bei der Explosion des Krakataus in Indonesien an der Sunda Straße. Die Explosion und die folgenden Schuttmassen hatten eine mächtige Tsunami-Serie hervor gebracht, die vor allem die nahe gelegenen Küstengebiete verwüstete, aber auch nahezu überall sonst auf der Welt von Tidenschreibern als leichte Meeresspiegeländerung registriert wurde (Camfield, 1980).

2.1.3 Erdrutsche/Unterwasserlawinen

Neben Erdbeben und Vulkanausbrüchen sind auch Erdrutsche und Unterwasserlawinen Auslöser für Tsunami-Ereignisse. Zunächst bewegen sich die Schutt- und Geröllmassen eines Erdrutsches nur an Land, wenn sie allerdings ins Meer eintreten, können sie dort weitere Rutschungen auslösen. Das in das Wasser eintretende Material und die Stoffverlagerungen bei den Unterwasserlawinen führen ähnlich wie bei den Auf- und Abschiebungen zu einer Volumenänderung des Wasserkörpers und damit zu einer Ausgleichsbewegung in Form von Tsunami (Abb. 2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Schema der Tsunami-Entstehung durch Unterwasserlawine (Ingmanson und Wallace, 1979)

Unterwasserlawinen können auch durch Erdbeben ausgelöst werden, so dass sich die in Kapitel 2.1.1 genannten Mechanismen mit denen der Rutschung ergänzen. Die Lawinen sind begünstigt durch Materialanlagerungen am Kontinentalhang, die durch größere Flüsse (häufig aus Erosionsgebieten) dem Meer zugeführt werden und sich dort ablagern. Diese Sedimente werden dann durch Erdrutsche vom Land her oder aber durch Erdbeben in Bewegung gesetzt (Rubino, 1994).

2.1.4 Sonstige Auslöser

Neben den bisher genannten Ursachen für Tsunamis gibt es zum einen extraterrestrische zum anderen anthropogene Auslösungsmechanismen: Tsunamis können unter Umständen durch einen Meteoriteneinschlag ins Meer ausgelöst werden. Dabei verhält sich das Wasser vermutlich ähnlich wie bei den ins Meer eintretenden Erdrutschen. Sedimente in Zentral-Texas deuten auf bis zu 91 m hohe Wellen hin, die bei dem Meteoriteneinschlag am Übergang von der Kreide ins Tertiär vor der Yucatan-Halbinsel entstanden sein müssen (Garrison, 1996).

Ein menschlicher Einfluss auf die Entstehung von Tsunamis besteht durch Explosionen, wie sie z.B. bei den Baker Atomwaffentests auf dem Bikini-Atoll 1946 aufgetreten sind. Hier verhält sich das Tsunami-Ereignis ähnlich wie bei vulkanischen Explosionen, ist also hauptsächlich für nahe gelegene Küstengebiete gefährlich. Die Höhe der bei Explosionen entstehenden Wellen ist zum einen abhängig von der Tiefe der Sprengladung und zum anderen von der Entfernung zum Ort der Detonation (Camfield, 1980).

Da die beiden letztgenannten Ursachen extrem selten auftreten, werden sie im Folgenden nicht weiter berücksichtigt.

2.2 Entstehungsregionen

Tsunamis entstehen in Gebieten mit hoher seismischer Aktivität, also besonders an den Rändern des Pazifischen Ozeans, aber auch in der Karibik und im mediterranen Bereich treten gelegentlich Tsunamis auf. Generell können Tsunamis in jedem Küstenraum auftreten, was somit auch Inlandmeere und große Seen einschließt (Camfield, 1980).

Von 1900 bis 1980 wurden im Pazifik 370 Tsunami-Ereignisse gezählt. Davon hatten 70 in der Nähe des Entstehungsgebietes Todesfälle und Schäden zur Folge, 17 allerdings sorgten auch weit vom Entstehungsort entfernt für Zerstörungen (Iida, 1982). In diesem Zeitraum wurden im Raum Japan-Taiwan 28,6% der Tsunamis im Pazifik gebildet (Abb. 3), wobei gewisse Regelmäßigkeiten bei Erdbeben im Tokai-Nankai- und im Sanriku-Distrikt Japans, aber auch in den Distrikten Concepcion und Valparaiso in Chile erkennbar sind (Iida, 1982). Dabei treten im Süden der japanischen Inseln im Abstand von 100 bis 150 Jahren enorme Erdbeben auf, die meistens von großen Tsunami-Ereignissen begleitet werden (Tsuji, 1981).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Regionale Tsunami-Aktivitäten im Pazifik in Prozent (Iida, 1982)

2.3 Ausbreitung und Verhalten

Da der Einfluss einer Welle bis zu einer Tiefe der halben Wellenlänge (λ/2) reicht und der tiefste Punkt im Ozean ca. 11 km beträgt, verhalten sich Tsunamis überall auf dem Ozean wie Flachwasserwellen. Ihre Wellenlänge (λ) von teilweise mehreren 100 km sorgt dafür, dass sie an jedem Ort Einfluss auf den Meeresgrund haben (Camfield, 1980; Garrison, 1996). Durch ihren Kontakt mit dem Meeresboden unterliegen Tsunamis der Refraktion: sie werden durch Tiefseeberge etc. teilweise unerwartet in ihrer Richtung geändert (González, 1999).

Ihre Geschwindigkeit ist von der Wassertiefe abhängig: Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten, mit g (Gravitationskoeffizient) und d (Tiefe). Bei einer mittleren Tiefe des Pazifiks von d=4.600 m und g = 9,8 m/sec² errechnet sich eine Geschwindigkeit von über 760 km/h (Garrison, 1996). Damit können Tsunamis nahezu mit einer Boeing 747 mithalten (González, 1999). Die Höhe der einzelnen Wellenkämme ist auf dem offenen Ozean mit meistens weniger als einem Meter von Schiffen nicht zu bemerken (Bolt et al., 1975).

Rosenthal (1999) beschreibt, dass sich Tsunamis nach ihrer Entstehung in alle Richtungen ausbreiten. Dabei unterscheidet sie lokale und ferne Tsunamis. Lokale Tsunamis treffen maximal eine Stunde nach ihrer Entstehung oder fast gleichzeitig mit dem Erdbeben auf eine Küste und können dort Wellenhöhen von bis zu 30 m erreichen, während ferne Tsunamis den Ozean zu entfernten Zielen überqueren. Über die große Distanz verlieren sie allerdings kaum an Energie, so dass auch in großer Entfernung zu ihrem Entstehungsort an Küsten Wellenhöhen von bis zu 15 m möglich sind.

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