Der 200 Meter hohe Megatsunami, der 2023 die gesamte Erde erschütterte

Am 16. September 2023 registrierten Seismographen weltweit ein ungewöhnliches seismisches Signal. Es handelte sich nicht um ein Erdbeben, dessen Erschütterungen nur wenige Sekunden oder höchstens Minuten dauern, wenn Nachbeben hinzukommen. Die Schwingung wiederholte sich alle 90 Sekunden und hielt neun Tage lang an. Schnell wurde festgestellt, dass ihr Ursprung ein Fjord in Ostgrönland war. Drei Tage später entsandte die dänische Marine eine Mission, um die Lage zu untersuchen, und entdeckte einen gewaltigen Tsunami , der durch das Abrutschen großer Fels- und Eismassen ausgelöst wurde. Nun bestätigen in Nature Communications veröffentlichte Forschungsergebnisse auf Basis von Satellitendaten, dass die Welle die ganze Zeit über weiter schwankte, bis sie sich auflöste.

„Das Ereignis war aus zwei Gründen anomal“, sagt Thomas Monahan, Forscher an der Universität Oxford (Großbritannien) und Erstautor dieser Arbeit. „Erstens das Auftreten des Megatsunami im September und des anderen im Oktober 2023 [es gab ein zweites Ereignis am 11. Oktober], ausgelöst durch einen Erdrutsch, der den Fjord traf. Dieser erreichte eine Höhe von 200 Metern!“, erläutert er in einer E-Mail. Die zweite Anomalie war seine Dauer. „Besonders merkwürdig an diesem Ereignis war, dass sich diese Tsunamiwelle anschließend zu einer stehenden Welle (auch Seiche genannt) stabilisierte, die länger als eine Woche im Fjord verharrte“, fügt er hinzu. Der Begriff „Seiche“ geht auf das späte 19. Jahrhundert zurück, als ein Schweizer Hydrologe beobachtete, wie in Alpenseen große Schwingungen auftraten, meist aufgrund starker Winde. „Unsere Studie hat gezeigt, dass die stehende Welle die bemerkenswerte Höhe von 7,9 Metern erreichte“, schließt Monahan.

Um zu diesem Schluss zu gelangen, nutzten Forscher ein Instrument, das es erst 2022 gab. In diesem Jahr startete SpaceX die SWOT-Mission (Surface Water and Ocean Topography) ins All. Es handelt sich um ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der Raumfahrtbehörden Großbritanniens und Kanadas sowie des französischen Centre National d'Etudes Spatiales. Der Satellit trägt ein Radarinterferometriesystem, das hochauflösende Höhenänderungen des Wasserspiegels weltweit misst.

Mithilfe von SWOT-Daten erstellten die Forscher Höhenkarten des Dickson Fjords, wo alles begann, zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach den beiden Tsunamis. Diese zeigten deutliche Gefälle entlang des gesamten Kanals mit Höhenunterschieden von bis zu zwei Metern. Die Markierungen auf diesen Karten verliefen in entgegengesetzte Richtungen, was darauf hindeutete, dass sich das Wasser durch den Fjord hin und her bewegte, ähnlich einer Seiche in Alpenseen. Um ihre Schlussfolgerung zu untermauern, verknüpften sie den Tsunami im Fjord mit Beobachtungen winziger Bewegungen der Erdkruste in Tausenden von Kilometern Entfernung. Diese Verbindung ermöglichte es ihnen, die Welleneigenschaften selbst für Zeiträume zu rekonstruieren, die vom Satelliten nicht beobachtet wurden. Sie rekonstruierten außerdem Wetter- und Gezeitenbedingungen, um andere Ereignisse wie Wind auszuschließen, die ihre Messungen auf andere Faktoren zurückzuführen hätten.

„Das Erdbeben wurde von einer Welle in einem engen Kanal ausgelöst. Diese wiederum wurde durch einen Erdrutsch ausgelöst. Wasser kann lange Zeit schwappen, da es kaum Möglichkeiten gibt, seine Energie abzuleiten. Daher die lange Signaldauer“, fasst Thomas Adcock, Professor an der Universität Oxford und leitender Autor der Studie, zusammen. Was das zweite Ereignis vom 11. Oktober betrifft, das eine Woche dauerte, allerdings nur die halbe Stärke hatte, weiß Adcock nicht, ob es einen Zusammenhang gibt, vermutet aber, dass es ebenfalls auf einen Erdrutsch zurückzuführen ist.

Diese Arbeit bestätigt eine weitere Studie, die ein Jahr nach dem Ereignis in Science veröffentlicht wurde. Diese Studie, an der Dutzende Wissenschaftler, von Seismologen bis hin zu Mathematikern, beteiligt waren, wies bereits auf den Ursprung des Ereignisses hin: „Diese Art von Tsunamis entsteht durch die Ablösung von Material, das eine Mischung aus Eis und der Moräne des Gletschers sein kann. Dies trifft auf ein meist schmales Becken, wie einen Fjord oder eine schmale Bucht, wodurch plötzlich das gesamte Wasser verdrängt wird“, sagt Manuel J. Castro, Mathematiker an der Universität Málaga und Experte für die Untersuchung geophysikalischer Flüssigkeiten, der an der Modellierung des Ereignisses in der Science- Studie beteiligt war. „Die Welle fegt über den Fjord und löst sich dann auf, wenn sie das offene Meer erreicht. Das ist kein Tsunami wie der von 2004 , wo eine 1.000 Kilometer lange Verwerfung eine Welle erzeugte, die den gesamten Indischen Ozean erfasste. Das ist ein sehr lokales Ereignis, das einen verheerenden Tsunami erzeugt, aber ein lokales“, fügt er hinzu.

Den Feldbeobachtungen des dänischen Militärs zufolge brach der Gletscher nicht einfach zusammen und eine große Eismasse stürzte ins Meer. Die Realität sah anders aus, und hier kommen Castros Modelle ins Spiel. „Wir haben Hinweise darauf, dass sich der Gletscher zurückzieht und dadurch ein instabiles Gebiet entstand, das die Lawine auslöste“, sagt der spanische Mathematiker. Schätzungsweise 25 Millionen Kubikmeter Gestein und Erde landeten im Wasser. „Dort gab es Eis, das das Material irgendwie zusammenhielt. Jetzt zieht es sich zurück und schafft dadurch sehr instabile Gebiete, Hänge, die zuvor kein Stabilitätsproblem hatten und die aufgrund des zurückweichenden Eises Kandidaten für Lawinenbildung sind“, fügt Castro hinzu.

Als eigentliche Ursache, das Abschmelzen der Gletscher , nennen die Studienautoren den Klimawandel. „Es ist aufgrund der besonderen Umstände, die dazu geführt haben, schwer vorherzusagen, ob sich ein ähnliches seismisches Ereignis in Zukunft wiederholen wird. Die Arktis verändert sich jedoch infolge des Klimawandels rasant, und wir erleben das Auftreten neuer Extremereignisse“, sagt Monahan. „Der Erdrutsch, der den Megatsunami verursachte, wurde durch den Zusammenbruch eines sich erwärmenden Gletschers verursacht. Es besteht kein Zweifel, dass sich auch viele andere arktische Gletscher derzeit ähnlich erwärmen“, schlussfolgert er.