Tsunamis können in seltenen Fällen auch durch Vulkane und Erdrutsche ausgelöst werden. Bisher kann das indonesische Tsunami-Frühwarnsystem solche Risiken nicht miterfassen. Ein wissenschaftliches Kooperationsprojekt zwischen Indonesien und Deutschland soll dies nun ändern.

Entlang der Südküste Indonesiens taucht die Indo-Australische Platte mit einer Driftgeschwindigkeit von etwa sechs Zentimeter pro Jahr unter die Eurasischen Platte ab. Eine Folge der Subduktion ist die Entstehung eines engen vulkanischen Gürtels im Hinterland Indonesiens mit 127 aktiven und teils hochexplosiven Vulkanen. Verheerende Tsunamis, ausgelöst durch Vulkanausbrüche oder Hangrutschungen an Vulkanen, sind jedoch selten. Meist, d.h. in circa 90 Prozent der Fälle sind Tsunamis die Folge der Verformung des Meeresbodens bei einem schweren Erdbeben. Es kommen aber eben auch Hangrutsche, Vulkanausbrüche und theoretisch sogar Meteoriteneinschläge als Ursache in Frage. Immerhin können rund fünf Prozent der seit dem Jahr 1600 nachgewiesenen Tsunamis auf Vulkane zurückgeführt werden. Und diese verursachten über 25 Prozent aller Todesopfer an Vulkanen.

Jüngstes Beispiel für einen großen Flankenkollaps an einem Vulkan in Indonesien ist der Hangrutsch am Anak-Krakatau am 22. Dezember 2018. Es trafen daraufhin meterhohe Tsunami-Wellen auf Küstengebiete der Inseln Java und Sumatra an der Sunda-Straße. Das Deutsche GeoForschungsZentrum hatte damals mit Hilfe von tieffrequenten Aufzeichnungen an 74 seismischen Stationen eine oberflächennahe seismische Quelle am Anak-Krakatau lokalisiert. Aus einem Vergleich der Satellitenbilder vor und nach dem Ereignis ließ sich erkennen, dass ein Teil der Westflanke von Anak-Krakatau abgerutscht war und das abgebrochene Material im Meer immense Wassermassen verdrängte. All das konnte jedoch erst nach dem Flankenkollaps festgestellt werden. Solche Hangrutschungen an Vulkanen vollziehen sich zu Beginn oft sehr langsam, oft nur wenige Millimeter pro Monat. Bis eine Vulkanflanke letztendlich nachgibt und ins Meer stürzt, kann viel Zeit vergehen. Eine kontinuierliche Echtzeit-Beobachtung von solch seltenen Ereignissen ist bisher nicht im Tsunami-Frühwarnsystems GITEWS in Indonesien vorgesehen.

Das momentan genutzte indonesische Tsunami-Frühwarnsystem basiert bisher vor allem auf Modellen, welche seismologische Daten mit GPS-Messungen koppeln sowie der Messung von Meeresspiegelschwankungen (Küstenpegel). Nun sollen − durch die gemeinsame Forschung von 22 indonesischen Partnerinstitutionen und sieben deutschen wissenschaftlichen Einrichtungen – auch Risiken, die von Vulkanen und Erdrutschen ausgehen, näher betrachtet werden. Apl. Prof. Dr. Thomas Walter, der am GFZ eine Arbeitsgruppe in der Sektion Erdbeben- und Vulkanphysik leitet, ist für das Deutsche GeoForschungsZentrum federführend dabei.

Bei dem Projekt werden Fernerkundungsmethoden, das seismische Monitoring an Vulkanen, aber auch die Modellierung, insbesondere von Flankeninstabilitäten, eine große Rolle spielen. Eine Firmenausgründung des GITEWS-Projekts, die am Aufbau und der Installation des operativen Frühwarnsystems beteiligt war, ist wieder mit von der Partie. Sie wird Konzepte für das Monitoring der Hangrutschungen und die Frühwarnung in das existierende Frühwarnsystem mit entwickeln. Darüber hinaus stehen auch sozialwissenschaftliche Forschungsfragen im Fokus, denn häufig sind in den Frühwarnketten vor Ort nicht zwingend technische Aspekte ausschlaggebend. Das letzte Glied der Informationskette, der Mensch, und das Verhalten der Bevölkerung entscheiden über den Erfolg solcher Systeme. Erarbeitet werden sollen deshalb auch Handlungsempfehlungen für die Politik.

Das Kooperationsprojekt „TsunamiRisk“ hat eine Laufzeit vom 1. März 2021 bis zum 29. Februar 2024 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Mit der Fördermaßnahme „CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen“ unterstützt das BMBF nachfrageorientierte Forschungskooperationen mit ausgewählten Schwellen- und Entwicklungsländern. In den internationalen Verbundvorhaben werden innovative und nachhaltige Lösungsansätze für den Klima-, Umwelt-, Ressourcen- und den Energiebereich erarbeitet, die zur Bewältigung konkreter Herausforderungen in den Partnerländern beitragen.

Weiterführende Informationen:

• BMBF-Meldung zum Start des Projekts: Tsunamis nach Vulkanausbrüchen: Forschende wollen Frühwarnung verbessern
• Helmholtz Wissensplattform Erde und Umwelt: Wenn Vulkane Tsunamis auslösen

Wissenschaftlicher Kontakt:
Apl. Prof. Dr. Thomas Walter
Erdbeben- und Vulkanphysik (2.1)
Arbeitsgruppenleiter
Tel: +49 331 288-1253
Fax: +49 331 288-1204
Gebäude H 7, Raum 318
Helmholtzstraße 6/7
Email: thomas.walter@gfz-potsdam.de