Was Bodenproben über alte Tsunamis verraten

Tsunamis, das haben uns die aktuellen Beispiele von 2004 in Indischen Ozean und 2011 in Japan gezeigt, stellen für die betroffenen Küsten eine nicht unerhebliche Gefahr dar. Beide Tsunamis zusammen haben ungefähr 250 000 Menschenleben gefordert. Zumindest der Tsunami des Tohoku Bebens in Japan hatte historische und prähistorische Vorgänger. Auch wenn ich keine Daten darüber vorliegen habe, gilt das vermutlich auch für den Tsunami im Indischen Ozean.

Kein Wunde viele Küstenländer in den besonders gefährdeten Pazifikregionen wie z.B. Japan, die USA und Chile versuchen, diese Gefahren im allgemeine Bewusstsein zu verankern und die Evakuierungsrouten zu verbessern. Dabei könnten Informationen über historische oder auch prähistorische Tsunamis durchaus von Nutzen sein, denn nicht überall reichen die menschlichen Aufzeichnungen weit genug zurück.

Tsunamis und Bodenproben

An diesem Punkt kommt eine Forschungsgruppe um Piero Bellanova von der Neotectonics and Natural Hazards Group der Rheinisch-Westfälischen Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen) ins Spiel. Sie haben herausgefunden, dass Tsunamis ganz bestimmte Spuren in den Bodenprofilen hinterlassen, die sie überfluten. Anhand dieser Spuren lassen sich die Tsunamis datieren und ihre Wege landeinwärts kartieren. Dies kann letztendlich helfen, die Häufigkeit dieser Ereignisse besser kennenzulernen und sichere Evakuierungsrouten festzulegen.

Für das Projekt wurden 13 Bodenproben aus der Sendai-Ebene in Japan gesammelt, die von dem Tohoku Erdbeben und dem daraus resultierenden Tsunami schwer getroffen wurde. Die gesammelten Bodenprofile lassen sich deutlich in Bereiche unterteilen, die jeweils vor, während und die nach dem Tsunami abgelagert wurden.
Ein Hauptaugenmerk bei den Sedimenten waren Stoffe, die der Tsunami mit dem Schutt transportierte wie z. B. Treibstoffe, Plastik und Fette. Diese Stoffe wurden hauptsächlich in den sandigen Sedimenten während des Tsunamidurchgangs abgelagert. Veränderungen in der Ablagerung dieser Stoffe mit zunehmender Entfernung zur Küstenlinie lassen Rückschlüsse auf die Fließrichtung des Wassers zu.

Organische Geochemie als Schlüssel

Dieser Ansatz verknüpft die organische Geochemie mit der Erkundung von Tsunamis und hat einige Vorteile gegenüber Luftbildern, wie sie meist für diese Zweck verwendet werden. Die für die Luftbildaufnahme notwendigen Luftfahrzeuge sind besonders in abgelegenen oder ärmeren Gebieten nicht so einfach vorzuhalten. Dies gilt besonders, weil Luftbilder, wenn sie denn eine gute Vorstellung von der Richtung und Stärke eines Tsunamis geben sollen, nicht allzu lange nach dem Ereignis angefertigt werden müssen.
Die Bodenproben hingegen können auch noch Jahre nach dem eigentlichen Ereignis gesammelt und analysiert werden.
Inwieweit allerdings starke Umweltverschmutzung mit vergleichbaren Stoffen in der Zeit vor dem Tsunami das eigentliche Signal der Flutwelle verwischen kann, ist noch fraglich.

Interessant ist auch die Frage, wie das Verfahren bei historischen und eventuell prähistorischen Tsunamis angewendet werden kann. Immerhin hatte ja auch das Tohoku-Erdbeben und der zugehörige Tsunami einen historischen Vorgänger, der allerdings in die präindustrielle Zeit fiel. Moderne Umweltschadstoffe und deren Derivate dürften hier also kaum weiterhelfen.

Die Gruppe um Bellanova und die beiden Leiter der Arbeitsgruppe, Klaus Reicherter und Jan Schwarzbauer, untersucht nun Bodenproben aus Spanien und Portugal. In dem Zeitraum zwischen dem 2. und 4. Jahrhundert schrumpfte die dortige Fischerei auffällig stark. Es gibt den Verdacht dass Tsunamis die dortige Küste getroffen haben, vergleichbar dem, der sich dort im Jahre 1755 ereignete. Auch hier sollen organische Stoffe wie Fischölprodukte oder Abfälle aus Gerbereien dazu dienen, einen möglichen Tsunami dingfest zu machen. Dies könnte helfen, die Häufigkeit von Tsunamis an dieser europäischen Küste zu bestimmen.

Citation: Kornei, K. (2017), Tsunamis leave a telltale chemical trail, Eos, 98, https://doi.org/10.1029/2017EO066339. Published on 12 January 2017.

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

2 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Geologische Schichten als Archive von Ereignissen wie Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Tsunamis, Jahrhundertdürren erweitern unser Wissen über die Bedeutung, Stärke und die Auswirkung solcher Ereignisse in Vergangenheit und Gegenwart über die instrumentelle Zeit hinaus und liefern uns wertvolle statistische Daten, die uns erlauben unsere Zivilsation auf zukünftig derartige Ereignisse vorzubereiten. Die Vulnerabilität unserer hochtechnisierten Zivilsation gegenüber solch potenziell Zivilisations-disruptiven Ereignissen zu vermindern, scheint mir eine wichtige Aufgabe.
    Heute jedenfalls sind die geologischen Archive noch nicht in genügend hoher geographischer und zeitlicher „Auflösung“ und genügend hoher Treffsicherheit für die Stärke der Ereignisse kartographiert. Wobei man die Lücke zum Beginn der instrumentellen Aufzeichnungen wohl nie ganz wird schliessen können. Dass man auch vergangenen, nur noch im geologischen Archiv nachweisbaren Erdbeben und Tsunamis nur annähernd so gute Zahlen auf der Richterskala zuordnen und Angaben über den Herd des Bebens/Tsunamis machen kann wie heute, ist kaum zu erwarten. Andererseits kann eine systematische geologische Untersuchung die geographische Ausdehnung von Erbeben- und Tsunamischäden potenziell sehr gut erfassen.
    Wichtig scheint mir es vor allem die Häufigkeit von starken Erdbeben und mit grossen Verwüstungen einhergehenden Tsunamis zu bestimmen. Solche Daten erlauben es etwa Tsunami-Detektionsnetzwerke zu rechtfertigen, Evakuationsmassnahmen zu planen und zu bestimmen ob etwa ein Atomkraftwerk oder ein Hotelkomplex an der geplanten Stelle sinnvoll ist oder ob es zusätzlicher Schutzmassnahmen bedarf.

    Es könnte durchaus sein, dass im geologischen Archiv mehr zu finden ist als man zuerst meint. Nicht alle Böden und Schichten speichern solche geologisch vergangene Ereignisse gleich gut so wie auch nicht alle Böden gleich gut Fossilien speichern.
    Der Bericht Geologic Evidence of Past Tsunamis in California zeigt jedenfalls, dass auch kleinere Ereignisse wie die des kalifornischen Tsunamis 1946 geologische Spuren hinterlassen.

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