Ausläufer des Tohoku-Bebens in Japan wühlten am anderen Ende der Welt das Meer auf Ursache rätselhafter Fjord-Wellen aufgeklärt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Ausläufer des Tohoku-Bebens in Japan wühlten am anderen Ende der Welt das Meer auf

Ursache rätselhafter Fjord-Wellen aufgeklärt

Wenn nicht gerade Sturm herrscht, ist das Wasser der norwegischen Fjorde eher ruhig © Eltouristo / CC-by-sa 3.0

Ihre Ursache war bisher absolut rätselhaft: Drei Stunden lang brandeten in den Fjorden Norwegens plötzlich Wellen auf – obwohl weit und breit weder ein Sturm noch ein anderer Auslöser festzustellen war. Jetzt haben norwegische Forscher eine überraschende Erklärung gefunden: Schuld war ein Erdbeben am anderen Ende der Welt – das Tohoku-Beben vor Japan.

Es geschah aus heiterem Himmel: Gegen 07:15 Uhr morgens begann sich die normalerweise spiegelgatte Oberfläche der Fjorde an Norwegens Westküste zu kräuseln, dann bildeten sich Wellen. Bis zu 1,5 Meter hoch brandeten sie alle ein bis eineinhalb Minuten an die Ufer und sorgten bei Fischern und Anwohner für Besorgnis und Erstaunen. Denn solche Seichen – Wellen in geschlossenen oder halbgeschlossenen Gewässern – sind dort eher selten. Das letzte Mal, dass solche Seichen in Norwegens Fjorden registriert worden waren, war im Jahr 1950.

Entsprechend groß war die Aufmerksamkeit: Kamerateams reisten an und filmten das Ganze, auch Zeitungen und Radio berichteten darüber. Das Phänomen hielt für drei Stunden an, dann endete der Spuk ebenso plötzlich, wie er begonnen hatte. Was diese Seichen aber ausgelöst hatte, blieb ein Rätsel. Es herrschte weder ein Sturm noch waren Anzeichen für ein Seebeben oder andere Erschütterungen messbar. Ein norwegisches Forscherteam um Stein Bondevik von der Sogn og Fjordane Universität in Sogndal ist dem Phänomen nun auf den Grund gegangen – mit überraschendem Ergebnis.

Auf Spurensuche

Die Forscher hatten bereits einen Anfangsverdacht: Schon länger ist bekannt, dass auch Erdbeben solche Seichen hervorrufen können. Allerdings dachte man bisher, dass dies nur durch Oberflächenwellen ausgelöst werden kann – seismische Wellen, die mit der Entfernung schnell abnehmen und daher vor allem im nahen Umfeld eines Bebens wirken. Doch zum Zeitpunkt der norwegischen Seichen hatte es in ganz Europa kein solches Beben gegeben.

Modell des Versatzes beim Tohoku-Oki-Erdbeben am 11. März 2011. Das Ausmaß wird durch die Farben und Konturen angedeutet, letzte sind in acht-Meter-Abständen. Das Fragezeichen markiert die Unklarheit über das seismische Potenzial des südlichen Verwerfungsabschnitts. © Caltech Seismological Laboratory

Allerdings: Die Seichen ereigneten sich genau an dem Tag, an dem sich am anderen Ende der Erde das Tohoku-Beben vor Japan ereignete – am 11. März 2011. Aber diese Erdstöße waren tausende von Kilometern entfernt – nach gängiger Lehrmeinung viel zu weit weg, um Seichen oder ähnliche Phänomene auszulösen. Zudem begannen die Seichen in Norwegen noch bevor irgendwelche Relikte der Oberflächenwellen des Tohoku-Bebens überhaupt dort angekommen wären.

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Sekundärwellen und Resonanzeffekt

Doch Bondevik und seine Kollegen prüften den Fall trotzdem. Anhand von Aufzeichnungen einer norwegischen Bebenmessstation, den Kameraaufnahmen der Seichen und einem Computermodell gelang es ihnen, tatsächlich einen unerwarteten Zusammenhang aufzudecken: Nicht die Oberflächenwellen, sondern die schnelleren, sich quer durch das Erdinnere ausbreitenden Sekundärwellen des Tohoku-Bebens waren die Ursache der Seichen. Sie erreichten Norwegen rund eine halbe Stunde nach dem Beginn des Bebens und trafen dort genau die Resonanzfrequenz, die das Wasser in den Fjorden in Schwingungen versetzte. Diese Schwingungen schaukelten sich auf und wurden zu sichtbaren Wellen – den Seichen.

Dieser Resonanzeffekt erkläre auch, warum nicht jedes Beben solche Seichen nach sich ziehe, erklären die Forscher. Denn nur, wenn die Frequenz und Stärke der Bebenwellen genau auf die Gegebenheiten von Untergrund und Wasserkörper abgestimmt sind, kann dieses Phänomen auftreten. In einer Simulation gelang es den Forschern, die Entstehung der norwegischen Seichen und den Resonanzeffekt im Modell nachzubilden. Tatsächlich traten dabei Wellen auf, deren Höhe und Takt genau dem entsprach, den die Kameraaufnahmen aus den Fjorden zeigten. (Geophysical Research Letters, 2013; doi: 10.1002/grl.50639)

(American Geophysical Union, 14.08.2013 – NPO)

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