Bild Ischia

Ein Tsunami ist eine besonders lange Wasserwelle, die sich über sehr große Entfernungen auszubreiten vermag, beim Vordringen in Bereiche geringer Wassertiefe gestaucht wird, sich dadurch an einer flachen Küste zu einer hohen Flutwelle auftürmt und so das Wasser weit über die Uferlinie trägt.

Beim anschließenden Zurückweichen wird das auf dem überschwemmten Land mitgerissene Material oft weit ins Meer hinausgespült.
Ein Tsunami entsteht infolge plötzlicher Hebung oder Senkung von Teilen des Meeresbodens bei einem unterseeischen Erdbeben oder durch das Hineinrutschen großer Erdmassen ins Wasser, äußerst selten auch durch den Einschlag eines Himmelskörpers.

Entstehung von Tsunamis

Tsunamis werden zu etwa 90 % durch starke Erdbeben unter dem Ozeanboden angeregt; die übrigen entstehen infolge von Vulkanausbrüchen, untermeerischen Erdrutschen oder in sehr seltenen Fällen durch Meteoriteneinschläge. Mit Abstand am häufigsten (ungefähr 80 %) treten Tsunamis im Pazifik auf.

Durch die Subduktionszone am Pazifischen Feuerring werden Seebeben ausgelöst, wodurch sich die tektonischen Platten spontan horizontal und vertikal verschieben. Die vertikale Verschiebung hebt oder senkt auch die darüber liegenden Wassermassen. Durch die Gravitation verteilt sich das Wasser als Wellenberg oder Wellental in alle Richtungen.

Ein Erdbeben kann nur dann einen Tsunami verursachen, wenn alle drei folgenden Bedingungen gegeben sind:

  1. Das Beben erreicht eine Magnitude von 7 oder mehr.
  2. Sein Hypozentrum liegt nahe der Erdoberfläche am Meeresgrund.
  3. Es verursacht eine vertikale Verschiebung des Meeresbodens, welche die darüber liegende Wassersäule in Bewegung versetzt.

Ausbreitung von Tsunami-Wellen

Tsunamis unterscheiden sich grundlegend von Wellen, die durch Stürme entstehen. Letztere werden in Abhängigkeit von der Wassertiefe im Verhältnis zur Wellenlänge als Flachwasserwelle oder Tiefwasserwelle bezeichnet. Bei Tiefwasserwellen hat die Welle keinen Kontakt zum Grund und die tieferen Wasserschichten bleiben unbewegt. Somit hängt die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht von der Wassertiefe ab. Bewegt sich eine solche Welle in flacheres Gewässer, wird sie zur Flachwasserwelle, bewegt also die gesamte Wassersäule und wird dabei langsamer.

Aufgrund ihrer großen Wellenlänge (viel größer als die Wassertiefe) sind Tsunamis nahezu überall Flachwasserwellen. Sie bewegen also im Gegensatz zu Windwellen auch auf dem offenen Ozean die ganze Wassersäule. Ihre Geschwindigkeit ist daher praktisch überall von der Wassertiefe abhängig.

Tsunamis seismischer Natur weisen lange Wellenperioden auf, die sich zwischen zehn Minuten und zwei Stunden bewegen. Durch andere Ereignisse als Erdbeben erzeugte Tsunamis haben oft kürzere Wellenperioden im Bereich von einigen Minuten bis zu einer Viertelstunde.

Wellenlänge eines Tsunami

Die Geschwindigkeit eines Tsunamis hängt von der Meerestiefe ab: Je tiefer das Meer, desto schneller ist der Tsunami (siehe Tabelle). Die Phasengeschwindigkeit c einer Tsunamiwelle ergibt sich aus der Wurzel des Produktes von Erdbeschleunigung und Wassertiefe.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt somit in Ozeanen (Wassertiefe ca. 5000 m) ca. 800 km/h. Das ist vergleichbar mit der Reisegeschwindigkeit eines Flugzeuges. Tsunamis können also binnen einiger Stunden ganze Ozeane durchqueren und sich bis zu 20.000 km ausbreiten, und zwar ohne dabei unmittelbar bemerkt zu werden. Bei vom Wind erzeugten Wellen dagegen liegen die Geschwindigkeiten zwischen 8 und 100 km/h.

Bei niedriger Wassertiefe, also in Küstennähe, verlangsamt sich der Tsunami. Damit verringert sich auch die Wellenlänge, wodurch es zu einem Anstieg der Wellenhöhe und schließlich zum Brechen der Welle kommt.


Tiefe (m) Geschwindigkeit (km/h) Wellenlänge (km)
10 36 10,6
200 159 49
2000 504 151
4000 713 213
7000 943 282
Tab.: Verhältnis von Meerestiefe zur Geschwindigkeit und Wellenlänge eines Tsunami
Wellenlänge eines Tsunami

Schwerewellen (worunter auch Tsunamis fallen) kommen durch die gleichtaktige Bewegung großer Wassermassen zustande. Jedes einzelne Teilvolumen des Wassers bewegt sich dabei nur um winzige Beträge.

Für eine Flachwasser-Schwerewelle mit der Amplitude A in einem Gewässer der Tiefe h kann man das sogar quantitativ angeben: Die Geschwindigkeit, mit der sich die an der Welle beteiligte Materie zirkulär bewegt, ist um einen Faktor A/h kleiner als die Phasengeschwindigkeit c der Welle.

Für einen großen Tsunami liegt dieser Faktor in der Größenordnung 10−5: Wenn sich eine Welle im offenen Meer mit c = 200 m/s (= 720 km/h) ausbreitet, bewegen sich die Wasserelemente nur mit 2 mm/s, was gegenüber Strömungen und Windwellen völlig vernachlässigbar und nicht direkt beobachtbar ist. Zugleich erklärt es den nur geringen Energieverlust der Schwerewelle bei ihrer Wanderung.

Typische Phänomene von Tsunamis

Tsunamis bestehen aus einer Serie aufeinanderfolgender, sehr langperiodischer Meereswellen. Diese werden zumeist durch starke untermeerische Erdbeben, aber auch durch Vulkanausbrüche oder Hangrutschungen verursacht. Obgleich Tsunamis selten sind, stellen sie eine große Gefahr dar.

Ein sicherer Schutz vor Tsunamis ist nicht erreichbar, außer man vermeidet in potenziell tsunamigefährdeten Gebieten Siedlung und Bebauung in niedrig gelegenen (weniger als 30 m ü. NN) Gebieten. Tsunamis können innerhalb weniger Minuten an den Küsten nahe ihrem Ursprung große Zerstörungen anrichten und viele Menschenleben fordern.

Starke Tsunamis entfalten ihre Wirkung aber auch an weit entfernten Küsten, da sie sich im Verlauf von Stunden über ganze Ozeanbecken hinweg ausbreiten können.
Die Geschwindigkeit, mit der sich Tsunamis ausbreiten, ist abhängig von der Wassertiefe. In tiefen Ozeanen erreicht sie über 800 km/h und in flachem Wasser beträgt sie etwa 30 bis 50 km/h.

Ein Tsunami besteht meist aus mehreren Wellenbergen, die im Abstand von einigen zehn Minuten bis zu über einer Stunde aufeinanderfolgen und häufig erst in späteren Wellenbergen zu maximalen Höhen an der Küste auflaufen. Die Abstände zwischen den Wellenbergen betragen auf tiefer offener See einige 100 km und verkürzen sich in Flachwasserbereichen bis auf etwa zehn Kilometer. Die Wellenhöhen sind auf tiefer offener See gering, meist kleiner als 80 cm und auf Grund der großen Wellenlängen für Schiffe ungefährlich und nur mittels spezieller Bojen oder Satellitenaltimetrie feststellbar.

Bei Annäherung an die Küste, vor allem in flachen Buchten, können sich die Wassermassen aber über zehn Meter, in Extremfällen auch mehr als 30 bis 50 m hoch auftürmen, flaches Land hinter der Küste bis zu mehreren Kilometern landeinwärts überfluten und verheerende Verwüstungen anrichten.

Personen an Land nehmen einen herannahenden Tsunami nicht unbedingt als Welle war, sondern als einen unvermittelten, im Vergleich zu Ebbe und Flut viel schnelleren Abfall oder auch Anstieg des Meeresniveaus. Sie bemerken z. B., dass plötzlich Wasser über den kurz zuvor noch trockenen Boden läuft und sie einige Momente später vielleicht bereits hüfthoch im Wasser stehen und Autos wie Streichholzschachteln weggeschwemmt werden. Der Meeresspiegel steigt ggf. weiter schnell um mehrere Meter an und überflutet tieferliegende Küstenbereiche. Anschließend läuft das Wasser in umgekehrter Richtung wieder ab zum Meer und verfrachtet beim Ablaufen zerstörte Gebäude und Trümmer kilometerweit auf das offene Meer hinaus.

Tsunamigefährdung in Vulkangebieten

Die unter geologischen Maßstäben eher jungen Vulkanbauten sind oft anfällig für gravitative Massenbewegung. Durch Vulkaneruptionen, vulkanische Erdbeben, aber auch nur durch extreme Regenfälle, können die Vulkangebäude schlagartig nachgeben und extrem mobile Schuttlawinen produzieren, die sich hangabwärts bewegen.

Sie können Geschwindigkeiten von über 100 m/s erreichen und horizontale Distanzen überwinden, welche zehnmal so groß sind wie die Höhe des Vulkans. Solch ein Flankenkollaps kann, neben den direkten Schäden die er auf seinem Weg anrichtet, beim Eintritt ins Meer Tsunamis auslösen. Solche Tsunamis sind weniger stark, als von Seebeben ausgelöste Tsunamis, können aber an den Küsten nahe ihrem Ursprung innerhalb weniger Minuten große Zerstörungen anrichten.

Die Tsunamigefährdung von Vulkaninseln und Küstengebieten unmittelbar in der Nähe eines Vulkans darf also nicht unterschätzt werden, insbesondere wenn der Vulkanbau noch sehr jung und damit potenziell instabil ist.

Tsunamis auf der Insel Ischia

Auch von der Insel Ischia sind mehrere Tsunamis aus historischer Zeit bekannt.

Der pyroklastische Strom der durch die Eruption des Vesuvs im Jahre 79 nach Christus ausgelöst wurde, führte wahrscheinlich genauso zu einem Tsunami im Golf von Neapel wie ein Erdbeben im Jahr 1456. Außerdem gibt es Aufzeichnungen über ein „Zurückweichen des Meeres um 360 Meter“ im Jahre 1112. Ob es zu dieser Zeit ein Erdbeben in der Region gab, ist allerdings nicht bekannt (GUIDOBONI, 2014).

Der bisher größte Tsunami, der durch ein Ereignis auf der Insel Ischia ausgelöst wurde, ist unter dem Namen IDA (Ischia Debris Avalanche) bekannt. Der Auslöser war ein großer Erdrutsch vom Epomeo Richtung Süden. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bis in 1.000 Metern Meerestiefe und bis zu 50 Kilometer von der Küste entfernt Material dieses Erdrutsches nachweisen lassen. Durch eine Rekonstruktion der Ereignisse, wurde durch den Erdrutsch wahrscheinlich ein Tsunami ausgelöst, der mit bis zu 10 Meter hohen Wellen die Küsten Ischias traf und Capri mit etwa 15 Meter hohen Wellen erreichte (TINTI et al., 2016).

In Zukunft können sich solche Ereignisse auf der Insel Ischia und im Golf von Neapel wiederholen und zu neuen Tsunamis führen.

Verhaltensweisen bei Tsunami-Gefahr und Tsunami-Warnung

Das Deutsche Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) gibt Ratschläge für den Fall eines Tsunami.

Diese besagen im Wesentlichen, dass es empfehlenswert ist, möglichst küstenferne, erhöhte Positionen einzunehmen, Informationen und Warnungen an andere Menschen in der Umgebung weiterzugeben und soweit möglich, Warnungen und Informationen der örtlichen Behörden zu beachten.

Für den Aufenthalt auf offener See wird empfohlen, ausreichenden Abstand zur Küste einzuhalten und keinesfalls in den Hafen einzufahren.

Beim Aufenthalt an Land empfiehlt das GFZ die Flucht zu Fuß, da in Panik flüchtende Autofahrer oft zu Verkehrsstaus führen.

Im Falle sehr kurzer Vorwarnzeit könne es gegebenenfalls sicherer sein, in einem stabilen, neueren Gebäude eines der höchstgelegenen Stockwerke aufzusuchen, als noch die Flucht ins Landesinnere zu versuchen. Ausdrücklich wird davor gewarnt, nach Abklingen der ersten Flutwelle die Gefahr weiterer, eventuell höherer Wellen zu unterschätzen.

Quellen/Literatur (Auswahl)

BROMANN, P. (2012): „Merkblatt Tsunami, Ursachen und typische Phänomene von Tsunamis und Verhaltensweisen bei akuter Tsunamigefahr oder –warnung (Kurzfassung), Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ).
Guidoboni, E. (2014): I maremoti antichi e medievali: una riflessione su sottovalutazione e perdita di informazioni. Memorie descrittive della Carta Geologica D’Italia, Vol. XCVI. 239-250. Atti della conferenza nazionale 6, 7, 8 di 2010. Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA)
Tinti, S. et al. (2016): Il Vulcano Ischia. Ambiente rischio comunicazione, No 11, 20-29, analysis and moitoring of enviromental risk (AMRA)


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