Wenn der Mensch die Tsunamigefahr in Seen erhöht

Jahrhunderte lange menschliche Landnutzung kann die Tsunamigefahr in grossen Seen erhöhen: Durch die verstärkte Abtragung von Boden lagert sich mehr Sediment an Flussdeltas ab, wodurch Unterwasserhänge instabil werden und bei Erdbeben abrutschen können. Das zeigt eine  internationale Studie mit Beteiligung der Universität Bern am Beispiel des norditalienischen Iseo-Sees in Norditalien. Die Ergebnisse seien wichtig für den Schutz dicht besiedelter Seeufer, heisst es in der Medienmitteilung.

Quelle: Daniel R., Unsplash

Wird Land am See intensiv genutzt, kann dies die Tsunamigefahr erhöhen. (Im Bild: Iseosee.)

Normalerweise werden grosse Seen nicht mit Tsunamis in Verbindung gebracht. Allerdings können auch in solchen Binnengewässern unterseeische Hänge abrutschen und dabei grosse Wassermengen verdrängen. Dadurch entstehen wiederum Wellen, die sich innerhalb kurzer Zeit über den See ausbreiten und an den Ufern erhebliche Schäden verursachen können. Bisher war unklar, in welchem Ausmass menschliche Eingriffe die Tsunamigefahr in grossen Seen weltweit erhöhen.

Jetzt zeigt eine neue internationale Studie unter der Leitung der Université Savoie Mont Blanc (FR) und unter Beteiligung der Universität Bern am Beispiel des Iseo-Sees in Norditalien, dass auch der Mensch die Gefahr für Tsunamis über lange Zeit verstärken kann. Dies geschieht, indem er das Land nutzt und so die natürlichen Böden destabilisiert, die Bodenerosion beschleunigt und für mehr Sedimente in den Deltas sorgt. Laut dem Forschungsteam zeigt dies, dass die langfristigen Folgen menschlicher Eingriffe bei der Einschätzung von Naturgefahren an grossen Seen berücksichtigt werden müssen. 

Verheerende Tsunamis im Iseo-See im 12. und 13. Jahrhundert

Studienobjekt des Forschungsteams war der Iseo-See in Norditalien, der viertgrösste See am südlichen Rand der Alpen: Hier haben jahrhundertelange menschliche Aktivitäten zu wiederholten katastrophalen Einstürzen der Delta-Hänge beigetragen. 

Mittels einer Kombination aus geologischen Aufzeichnungen, modernsten Computersimulationen sowie historischen und archäologischen Belegen rekonstruierte das Team zwei verheerende Tsunamis, die durch Erdbeben in den Jahren 1117 und 1222 ausgelöst worden waren. «Der Iseo-See bietet ein einzigartiges natürliches Archiv», sagt Flavio Anselmetti, Professor am Institut für Geologie der Universität Bern und Mitautor der Studie. «Hier können wir geologische Spuren mit historischen Berichten verbinden und dadurch nachvollziehen, wie sich diese katastrophalen Ereignisse abgespielt haben.» Laut dem Forschungsteam zeigt dies, dass menschliche Aktivitäten die Tsunamigefahr in grossen Seen weltweit erhöhen können.

Quelle: zvg

Tsunami-Simulationen und Auswirkungen mittelalterlicher Ereignisse am Iseo-See auf die Küste. Maximale Tsunami-Oberflächenhöhe (Farbskala bis 20 m) und Wellenankunftszeiten in Minuten (Konturlinien) für die Ereignisse (a) im Jahr 1117 und (b) im Jahr 1222. Weisse Punkte kennzeichnen die Gemeinden rund um den Iseo-See, rote Punkte die in dieser Studie erfassten Kernstandorte an Land. (c) Auflaufhöhen und (d) Überflutungsentfernungen an den in (a) markierten Standorten, geordnet von Norden nach Süden (N–S), für die Ereignisse von 1117 (rot) und 1222 (blau).

Indem Landwirtschaft, Viehzucht, Rodungen und Siedlungsbau die Bodenerosion beschleunigen, transportieren die Flüsse transportieren grössere Mengen an Sediment in die Seen. Darauf lagert sich das Material an den Flussdeltas über Jahrhunderte ab. In der Folge werden die Unterwasserhänge  zunehmend belastet und können instabil werden. Bei Erdbeben besteht das Risiko, dass diese Hänge abrutschen, wodurch riesige Wassermengen verdrängt und zerstörerische Tsunamis ausgelöst werden. «Unsere Resultate deuteten darauf hin, dass menschliche Eingriffe nicht nur kurzfristige Umweltveränderungen verursachen», sagt Anselmetti.  «Sie könnten auch eine geologische Hinterlassenschaft schaffen, die über Jahrhunderte bestehen bleibt und Naturgefahren verstärkt.»

Die Simulationen zeigen weiter, dass der Tsunami von 1117 in der Nähe des nördlichen Seeufers Auflaufhöhen von mehr als 50 Metern erreicht haben könnte. Demnach flutete das Wasser bis zu zwei Kilometer ins Landesinnere und erreichte nahegelegene Siedlungen innerhalb von etwa einer Minute. Ein mittelalterlicher Bericht aus der Vatikanischen Bibliothek beschreibt, wie der See über die Ufer trat und dabei  Burgen und Festungen zerstörte.

Überdies geht aus geologischen Aufzeichnungen hervor, dass die Gefahr im Iseo-See nicht verschwunden ist. Seit dem letzten grossen Deltakollaps im Jahr 1222 hat eine acht Jahrhunderte andauernde, vom Menschen beschleunigte Erosion das Delta nach und nach wieder aufgebaut, wodurch seine Unterwasserhänge bei künftigen Erdbeben erneut abrutschgefährdet sind.

Ablagerungen am Grund des Garda- und des Comersees

Die Ergebnisse gehen über den Iseo-See hinaus und sind auch für andere Seen in der Region relevant. So hat das Forschungsteam am Grund des Gardasees und des Comer Sees mächtige Ablagerungen entdeckt, die auf frühere Hangrutsche an den Flussdeltas hindeuten. Vermutlich trugen auch dort grosse Sedimentmengen, die über die Flüsse in die Seen gelangten, zur Instabilität der Delta-Hänge bei. Historische Berichte bestätigten, dass die Seen der Region im Mittelalter von verheerenden Tsunamis betroffen gewesen seien, schreibt die Unviersität Bern in der Medienmitteilung.

Quelle: Université Savoie Mont Blanc

Verankerte Plattform des französischen Bohrkernzentrums (CCF/CNRS) auf dem Iseo- See mit Turm für Entnahme von Sedimentkernen.

Heute zählen die Seen von Garda, Como und Iseo zu den am dichtesten besiedelten Süsswasserufern Europas: Mehr als 370'000 Menschen sind in der Region zu Hause, suchen jährlich Millionen  von Touristinnen und Touristen die idyllischen Landschaften auf. Ein künftiges Erdbeben könnte an instabilen Deltahängen erneut einen grossen Rutsch auslösen und dadurch Seeufergemeinden gefährden. 

Ähnliche unterseeische Erdrutsche, die Tsunamis ausgelöst haben, wurden auch an Seen in der Schweiz, in Alaska und in Neuseeland beobachtet. Anselmetti dazu: «Das zeigt, dass der beschriebene Mechanismus weltweit eine Rolle spielen kann.»

In der Gefährdungsanlayses Landnutzung berücksichtigen

Die Studie macht klar, dass menschliche Eingriffe die Landschaft über Jahrhunderte prägen und die Gefahr an grossen Seen langfristig erhöhen können. «Deshalb sollten Gefährdungsanalysen künftig nicht nur Erdbeben berücksichtigen, sondern auch die Folgen von Landnutzung, verstärkter Sedimentablagerung und instabilen Delta-Hängen», sagt Pierre Sabatier von der Université Savoie-Mont-Blanc und Leiter der Studie. Anselmetti ergänzt: «Dieses Wissen ist wichtig, um Siedlungen an Seeufern besser zu planen und die Bevölkerung wirksamer vor Naturgefahren zu schützen.»

Die Forschungen sind noch nicht abgeschlossen: «Als nächstes wollen wir schauen, ob sich weitere geologische Zeugen dieser dramatischen Prozesse an Land oder tiefer in den Seesedimenten finden lassen», sagt Anselmetti. Diese würden die Zeitreihe der Tsunamiereignisse um frühere Zeiträume erweitern, bis in eine Zeit, in der der Mensch die Umwelt noch nicht beeinflusst hat. (mgt/mai)

Die Studie ist im Fachmagazin in Nature Communications veröffentlicht worden.