Umwelt 01.08.2003, 18:26 Uhr

Alarm aus der Tiefe

Drei von vier Alarmen sind falsch. Japan und die USA installieren jetzt ein Frühwarnsystem, das Höhe und Route der Riesenwellen vorhersagen soll.

Am 12. Juli 1993 traf einer der stärksten Tsunamis in der japanischen Geschichte die Südwestküste der Nordinsel Hokkaido. Auf der vorgelagerten Insel Okushiri wurde die Kleinstadt Aonae komplett von bis zu zehn Meter hohen Wellen überrollt. Es gab rund 200 Todesopfer und Sachschäden von umgerechnet 600 Mio. #.
Die Riesenwelle diente kürzlich als Testfall für ein System der simulationsgestützten Tsunami-Prognose, das Wissenschaftler am Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL) in Seattle entwickeln. Am Jahresende soll das Programm in den Probebetrieb gehen und den Warnungen im pazifischen Raum mehr Treffsicherheit verleihen.
Im Vergleich zu Erdbeben und Vulkanausbrüchen kommen die Riesenwellen zwar eher selten vor, dafür kosten sie immer viele Menschenleben. Seit 1990 starben über 4000 Menschen in den Fluten von elf Wellen, es gab Verluste im Milliardenbereich. Im Durchschnitt rollen fünf Tsunamis pro Jahr durch den Pazifik, die meisten richten keinen Schaden an.
In Hawaii wurde ein internationales Tsunami-Warnzentrum eingerichtet, nationale Zentren gibt es noch für die amerikanische Westküste, für Französisch-Polynesien und Japan.
Viele Tsunamis entstehen Tausende Kilometer entfernt von dem Ort, wo sie ihr zerstörerisches Werk anrichten. Nach einer Verwerfung des Meeresgrundes oder einem unterseeischen Hangrutsch breiten sie sich durch die Tiefen des Ozeans aus und sind von Schiffen kaum zu erkennen. Der Meeresspiegel hebt sich höchstens um ein paar Zentimeter. Erreicht die Unterseewelle jedoch flaches Küstengewässer, türmt sie sich auf.
Tsunami-Warnungen waren für Katastrophen-Schützer bisher ein Lotteriespiel. Die Warnzentren geben Alarm, wenn sich an einer der einschlägigen Erdbebenzonen des Pazifiksaums ein tsunamiträchtiges Beben ereignet hat. Sie können jedoch weder die Höhe der Wellen vorhersagen noch ihre exakte Route. „Gewarnt wird nach dem Motto: besser einmal zu viel als zu wenig,“ erklärt PMEL-Tsunamiexperte Vasily Titov, „das verursacht viele Fehlalarme.“
In rund drei Vierteln der Fälle erfolgt die Warnung grundlos. Evakuierungen sind teuer. Die Computersimulationen, an denen Titov und seine Kollegen arbeiten, sollen die Fehlerquote drastisch senken. Die Wellenforscher müssen schnell sein.
Etwa einen Tag braucht ein Tsunami, um den Pazifik in Ost-West-Richtung zu durchqueren, vom Norden bis nach Hawaii brauchen sie immerhin fünf, an die nordamerikanische Westküste höchstens drei bis vier Stunden. Wellen, die in der aktiven Cascadia-Zone direkt vor der Westküste entstehen, sind sogar noch schneller.
Zwar sind die Superrechner schneller, doch bleibt nach der Simulation kaum Zeit für Rettungsmaßnahmen. Durch eine Datenbank aus standardisierten Elementen sollen jetzt auch hochgerüstete Workstations in kurzer Zeit mit der Simulation fertig werden. „Um uns das Rechnen in Echtzeit möglichst zu ersparen, spielen wir Szenarien durch für alle möglichen Erdbeben“, sagt der Tsunamiforscher.
Im Fall eines Alarms sucht sich der Rechner die passenden Szenarien aus der Datenbank. In seichteren Gewässern von 100 m bis 200 m Tiefe kommt die Topografie des Meeresbodens ins Spiel, durch die die Wellenbewegung vielfach verändert und gebrochen wird. Die Genauigkeit der Prognosen steht und fällt mit der Kenntnis des Schelfs vor der Küste. „Die Küste der USA ist relativ gut bekannt, andernorts ist es dagegen ein Flickenteppich aus gut erkundeten Gebieten und weißen Flecken“, sagt Titov.
Die Probeläufe hat das System bereits gut überstanden. Ein 1996 vor den Andreanov-Inseln vor Alaska entstandener Tsunami konnte gut simuliert werden.
Zum Jahreswechsel soll der Prototyp des Systems am Pacific Disaster Center auf Maui in den Testbetrieb gehen. Es wird allerdings nur den Hawaiianischen Archipel abdecken. Als nächstes soll dann die nordamerikanische Westküste drankommen, doch auch Neuseeland hat bereits Interesse an einem Warnsystem für die eigenen Küsten angemeldet.
Damit die Warnzentren möglichst früh von einem entstehenden Tsunami erfahren, hat die US-Meteorologie und Ozeanographieorganisation NOAA begonnen, Tiefseemessstationen vor den einschlägig bekannten geologischen Störungszonen rund um den Pazifik zu platzieren. Erdbeben und durch sie ausgelöste untermeerische Hangrutsche sind schließlich die wesentlichen Ursachen der Riesenwellen. Insgesamt fünf Messbojen sind bereits vor den für Nordamerika bedrohlichsten Zonen vor Alaska und vor der Westküste Kanadas und der Bundesstaaten Washington und Oregon stationiert.
Detektoren am Meeresgrund registrieren die charakteristische Druckwelle eines Tsunami und übertragen die Daten an eine Boje. Von dort gelangt der Alarmruf über einen Satelliten an die Tsunami-Frühwarnzentren (siehe Grafik).
Eine sechste Messstation vor Mittelamerika deckt die weiter entfernte Erdbebenzone vor Chile ab, die ebenfalls als tsunamiverdächtig gilt. Im kommenden Jahr wird dort im Auftrag der chilenischen Regierung eine weitere Station errichtet, die dann die südamerikanische Pazifikküste unmittelbar überwachen soll. Geplant ist ein Netz von zehn Stationen, die alle Störungszonen im Pazifik überwachen.
HOLGER KROKER/eb

  • Holger Kroker

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