Nach meinem “Sendai-Kalifornien” Artikel kam die Frage auf: Wie bildet sich ein Tsunami? Warum folgt nicht nach jedem Erdbeben einer? Liegt es an der Stärke? Was spielt bei dieser Thematik noch eine Rolle? Ich versuche, den wichtigsten allgemeinen Fragen dazu hier eine Antwort zu geben.
Ein Tsunami wird definiert als eine seismische Meereswoge, die überwiegend durch Seebeben, also durch unterseeische Erdbeben ausgelöst wird. Das Wort stammt aus dem japanischen. Hier hat es die Bedeutung von “Hafenwelle” – japanische Fischer beobachteten auf dem Meer nur kleine Wellen, kamen nach Hause und fanden den Hafen und alle Anlagen hierbei zerstört vor.
Nach der Definition entstehen Tsunamis durch Seebeben. Doch auch Erdrutsche, Lawinen oder Unterwasserexplosionen können dieses Phänomen auslösen.
Was fundamental für die Entstehung ist, ist ein vertikaler Versatz. In den meisten Fällen gibt es diesen an Grenzen von Kontinentalplatten, genauer, an Subduktionszonen, an denen die dichtere ozeanische Kruste unter die starre kontinentale abtaucht. Im Falle des Bebens in Japan im März 2011 geschah Folgendes: Beim Abtauchen der Pazifischen Platte unter die Nordamerikanische Platte wurde ein Teil der kontinentalen Auflage mit nach unten gezogen. Durch die mineralischen und physikalischen Unterschiede aber löste sich ein Teil dieser gezerrten Auflage jedoch und schnellte nach oben.
Ausgehend von diesem vertikalen Schub bildete sich eine Gruppe Wellen und wurde durch die Steilküste Japans zum verheerenden Tsunami.
Warum kommt es nun aber nicht immer zu Tsunamis, wenn die Schichten derart in Bewegung sind?
Die Antwort liegt in der Komplexität der Entstehung von Tsunamis. So bedarf es Seebeben mit mindestens der Stärke 7 auf der Richterskala, um eine Welle auszulösen. Zudem muss das Hypozentrum des Bebens, also der Kern der Druckentlastung, nah an der Meeresbodenoberfläche liegen, um genug Energie zu liefern, die Wassersäule des Ozeans nach oben zu drücken. Wenn es zudem nur eine Horizontalverschiebung gibt, ist der Ozean in der Regel viel weniger bis gar nicht in Mitleidenschaft gezogen.
Wie der Name schon sagt, finden bei solchen Ereignissen “nur” (Blatt-)Verschiebungen statt. Tektonische Platten oder Plattenteile werden hierbei seitlich aneinander vorbeigeschoben. Diese horizontalen Störungen begleiten große Erdbeben, die einen vertikalen Versatz begründeten, häufig. ein Druckausgleich erfolgt in der Regel in alle Richtungen um den Spannungsherd, und wenn das Gestein “in die Höhe geschnellt” ist, ist der quer anliegende Druck noch nicht zwangsläufig mit gelöst worden. Dieses Szenario beschreibt Erd- oder Nachbeben, die tsunamilos stattfinden.
Diesen Umstand kann man technisch ausnutzen, um Tsunamiwarnsysteme einzurichten. Per GPS- Daten können die Verschiebungen des Gesteinsmaterials im besten Fall zentimetergenau nur wenige Augenblicke nach dem Beben übermittelt werden. Zusätzliche Bojen sammeln Daten hinsichtlich der Wellenstruktur an der Wasseroberfläche. Zusammenführend können diese Daten die Menschen in den gefährdeten Gebieten warnen, wenn Konstellationen entstanden sind, die auf eine aufgebäumte Wassersäule hinweisen.
So kommt es, dass nach (ab) 7er Beben fast generell Tsunamiwarnungen herausgegeben werden. In den meisten Fällen müssen sie aber zurückgenommen werden, da die Auswertung der Daten ergab, dass nicht alle “notwendigen” Voraussetzungen erfüllt waren.
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