Brechende Flanken - wissenschaft.de
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Brechende Flanken

Die übersehene Gefahr: Wenn ein Vulkan ins Rutschen gerät. Ein Kieler Geologe hat Beweise gefunden, daß die Kanarischen Inseln von gewaltigen Bergrutschen bedroht sind. Die Folge wären starke Flutwellen, an den Küsten von Afrika und Europa.

Wer auf der Ferieninsel Teneriffa vom Baden genug hat, setzt sich ins Mietauto und fährt hinauf zum Nationalpark Las Cañadas. Auf rund 2000 Meter Höhe öffnet sich dem Touristen eine Mondlandschaft. Die Straße durchschneidet glänzendschwarze erkaltete Lavaströme, schlängelt sich vorbei an hellen Sandflächen und Trümmerfeldern aus scharfkantigen Blöcken, die sich haushoch auftürmen. Die wüste Hochebene, größer als der Chiemsee, wird von Höhenzügen gesäumt, die wenige hundert bis fast 2000 Meter aufragen. Majestätisch über allem thront der 3718 Meter mächtige Vulkankegel des Teide, des höchsten Bergs von Spanien.

Kaum ein Tourist ahnt die gewaltsame Geschichte dieser Landschaft, die er so gern vor die Linse seiner Kamera nimmt. Der Vulkanologe Prof. Hans-Ulrich Schmincke vom Kieler Forschungszentrum Geomar, der die Kanarischen Inseln seit Jahren untersucht, malt ein erschreckendes Bild von jenem Vulkanausbruch: Vor rund 185000 Jahren löste sich eine Flanke vom riesigen Vulkan, der einst die Insel bedeckte. Dutzende Kubikkilometer Schutt donnerten ins Meer. Plötzlich vom Druck befreit, explodierte das poröse, mit Niederschlagswasser gefüllte Gestein, und eine gewaltige Detonation köpfte den Berg. Dichte Wolken aus Asche, Gas und Gesteinsbrocken schossen in den Himmel und die Hänge hinab, überholten sogar die kollernden Gesteinspakete des Felssturzes. Eine Druckwelle knickte sämtliche Bäume und Büsche um, tötete Pflanzen wie Tiere, und die Asche legte sich meterhoch auf die malträtierte Erde.

Nicht nur auf Teneriffa schlugen die Naturgewalten zu. Die kilometergroßen Gesteinspakete, die ins Meer klatschten, warfen riesige Wellen auf – „Tsunamis“, die viele Küsten der Nachbarinseln verwüsteten. Bis nach Europa und Afrika drangen die Brecher und wälzten sich weit ins Landesinnere. Daß bei einem Vulkan eine Flanke wegbrechen kann, war für die Wissenschaftler bis in die siebziger Jahre hinein kein Thema. Die Vorstellung schien zu phantastisch, um ernsthaft diskutiert zu werden. Erst der Ausbruch des Mount St. Helens im US-Staat Washington am 18. Mai 1980 rüttelte die Vulkanologen auf. Der amerikanische Geologe David Johnston, der damals neun Kilometer vom Gipfel entfernt einen Beobachtungsposten bezogen hatte, würde vielleicht noch leben, wenn er die Zeichen richtig gedeutet hätte. Schon Wochen vor der Jahrhundert-Eruption hatte der Druck des aufsteigenden Magmas die Nordflanke des Vulkans 150 Meter weit aufgewölbt. Wie ein Hefezopf hatte sich der Berg gebläht – untrügliches Indiz, daß er instabil geworden war. Als der gesamte Hang dann abrutschte, hatte Johnston keine Chance. Eine Aschewolke zischte im Rennwagentempo heran und erstickte alles Leben. Als sich die Elemente wieder beruhigt hatten, sah der Vulkan völlig verändert aus: Vom einstigen Kegel fehlte die Spitze, statt dessen klaffte ein gewaltiger hufeisenförmiger Krater.

Der Mount St. Helens ist inzwischen der bestuntersuchte explosive Vulkan der Welt. Als Experten detailliert den Ablauf der Eruption rekonstruierten, stießen sie auf ein fatales Zusammenspiel von Schwerkraft, Feuer und Wasser. Weil das Gestein des Bergs porös war, hatte es sich mit Regen- und Tauwasser vollgesogen wie ein Schwamm. Als die geschwächte Bergflanke durch den Druck des aufsteigenden Magmas ins Rutschen geriet, explodierte das überhitzte Wasser – mit verheerenden Folgen: Die heftigen Dampfexplosionen räumten ab, was der Hangrutsch übriggelassen hatte und legten die Magmakammer vollends bloß. Gase, die bislang in der Gesteinsschmelze gelöst waren, perlten aus und ließen die ganze Höllenküche wie einen Sektkorken hochgehen. Sensibel geworden, suchten Vulkanologen auch bei anderen Vulkanen nach ähnlichen Spuren. „Drei, vier Jahre nach Mount St. Helens hatte man schon mehr als 100 Aspiranten für Flankenrutsche entdeckt“, erinnert sich Schmincke – und spricht von einem Paradigmenwechsel in der Vulkanologie. Überall auf der Welt tauchten plötzlich die charakteristischen hufeisenförmigen Krater auf, ob am Vesuv, Ätna oder am kalifornischen Mount Shasta. Ausgedehnte Schutthalden, die man bisher für Gletschermoränen oder Erosionsformen gehalten hatte, bekamen plötzlich eine viel brisantere Bedeutung: Es waren die Reste riesiger Hangrutsche.

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Während es an Land leicht fällt, einen alten Bergsturz nachzuweisen, ist im Meer, Tausende Meter unter der Wasseroberfläche, erheblicher technischer Aufwand nötig. Schmincke gehört zu den Vulkanologen, die hier Pionierarbeit leisten. Rund um die Kanarischen Inseln hat er mit seinem Team 130000 Quadratkilometer Meeresgrund vermessen und dreidimensional kartiert. Mit einem schweren Metallkasten, seinem „Weißen Hai“, kratzten er und sein Team Gesteinsproben vom Grund. Auf Hawaii und anderen Vulkaninseln laufen zur Zeit ähnliche Untersuchungen. Die Funde sind beeindruckend: Allein entlang der Inselkette von Hawaii entdeckten die Suchtrupps 68 bedeutende Schuttfächer, jeder mindestens 20 Kilometer lang. Der gewaltigste bedeckt eine Fläche von der Größe Hessens und hat ein Volumen von 5000 Kubikkilometern. Mit ihm könnte man den Bodensee zehn Kilometer hoch auffüllen. Als diese Massen einst ins Meer stürzten, erzeugten sie Flutwellen, die noch in Tausenden Kilometer Entfernung große Schäden anrichteten. Solche Tsunamis können Ozeane überqueren, und erreichen dabei die Geschwindigkeit eines Jets. Auf offener See sind ihre Wellen zwar harmlos klein, schaukeln sich aber an der Küste zu wahren Monstern auf. Als der Krakatau, ein Inselvulkan im indonesischen Archipel, im August 1883 explodierte, ertranken mehr als 30000 Menschen auf den umliegenden Inseln in den entfesselten Fluten. Ein Jahrhundert zuvor, 1782, klatschte eine Flanke des Nachbarvulkans vom japanischen Unzen in eine 50 Kilometer lange Bucht. In den Wellen, die sich 55 Meter hoch auftürmten, starben rund 20000 Menschen.

Nach den Regeln der Statistik ist auf Hawaii alle 350000 Jahre mit einem gewaltigen Bergsturz samt Tsunami zu rechnen. Auf den Kanaren ist die Gefahr größer. Hier haben die Forscher zwar nur elf große Schuttfächer gefunden – die aber alle relativ jung sind, höchstens zwei Millionen Jahre. Ältere Strukturen sind unter Sedimenten verschwunden. Alle Jahrmillion legen sich mindestens 50 Meter Schlick auf den Grund und zeichnen die Formen weich. Nimmt man nur die elf bekannten Schuttfächer, so löst sich im Mittel alle 120000 Jahre ein Inselhang und donnert ins Meer. Alarmierend: Allein vier der katastrophalen Bergstürze ereigneten sich in den letzten 200000 Jahren. Überall auf den Kanaren stieß Schmincke auf Spuren der Zerstörung. Schon beim Blick auf die Landkarte fallen die vielen geschwungenen, konkaven Küstenlinien auf, deren Bedeutung sich nun, mit dem geschärften Blick, geradezu aufdrängt: Felsstürze haben hier offenbar große Teile der Inseln herausgerissen. El Hierro ging sogar dreimal zu Bruch. Die ganze Insel, geformt wie ein Tetrapode, wirkt wie abgenagt. Auch das Orotava-Tal auf Teneriffa, über dessen Entstehung schon Humboldt grübelte, ist nichts anderes als die Schleifspur eines gigantischen Hangrutsches. Im Landesinnern wimmelt es ebenfalls von Hinterlassenschaften der rohen Gewalt: „Der ganze Oberteil von Gran Canaria besteht aus Schuttlawinen“, sagt Schmincke. Die Geröllmassen haben mächtige Gesteinspakete geformt, worin noch intakte Riesenblöcke, Hunderte von Meter groß, stecken. Sie wurden zehn Kilometer weit und mehr verfrachtet. Selbst der Roque Nublo, ein 80 Meter hoher Monolith und das Wahrzeichen Gran Canarias, ist ein solcher Rutschblock. Auch La Palma blieb nicht verschont: Jahrzehntelang rätselten Forscher über die Entstehung der Caldera de Taburiente, eines neun Kilometer weiten Kessels. Zunächst hieß es, ein Vulkan sei eingebrochen, nachdem die Magmakammer entleert war. Das Fachwort für einen solchen Einbruchskrater „Caldera“ hat der deutsche Geologe Leopold von Buch vor 200 Jahren hier auf La Palma geprägt. Später setzte sich die Ansicht durch, die Erosion habe den riesigen Kessel ausgehöhlt. Alles falsch, meint Schmincke: Ein Bergsturz war es, der die eindrucksvolle Landschaft schuf. Ein britisches Forscherteam hat den zugehörigen Schuttfächer im Meer aufgespürt. Vulkaninseln wachsen innerhalb weniger Jahrmillionen zu imposanter Größe heran. Der Mauna Kea auf Hawaii überragt sogar den Mount Everest, wenn man vom Fuß, rund 5000 Meter unter dem Meer, bis zum Gipfel mißt. Jeder Ausbruch setzt noch eine Gesteinslage drauf – ohne Rücksicht auf die Standfestigkeit der Basis. Einem Ingenieur würden sich die Haare sträuben, wenn er so sorglos drauflos baute. Die Folge: Die vulkanischen Riesen sind ähnlich fragil wie Sandburgen, die Kinder hoch und höher auftürmen – zumal sie sich auch gegen Kräfte aus dem Erdinnern behaupten müssen: Der Druck des aufsteigenden Magmas reißt immer wieder Spalten auf und schwächt das Gesteinsgefüge. Obendrein zersetzen Hitze und vulkanische Säure das feste Gestein, so daß mancher Vulkan einem faulen Apfel gleicht: außen hart, innen weich. Kein Wunder, daß Vulkaninseln erdgeschichtliche Eintagsfliegen sind, die ebenso rasch vergehen wie sie entstehen.

Allerdings gibt es Unterschiede: Auf den hawaiianischen Inseln sprudelt dünnflüssige Lava aus dem Erdinnern, die sich bei jedem Ausbruch wie ein Pfannkuchen auf den Untergrund legt. Die Hänge sind deshalb so flach, daß selbst ein Radfahrer auf direktem Weg hinauffahren könnte. Diese relativ stabile Konstruktion bricht erst auseinander, wenn das auflastende Gewicht übergroß geworden ist. Flankenabbrüche sind hier relativ selten – dafür aber um so heftiger. Auf den Kanarischen Inseln fördern viele Schlote dagegen zähflüssiges Magma, und die Hänge fallen steil ins Meer ab. Das Gestein ist durchsetzt mit lockerem Material, das bei explosiven Ausbrüchen immer wieder ausgeschleudert wird. Das macht die Kanaren besonders anfällig für Flankenabbrüche. Die Berge kollabieren hier nicht erst, wenn sie imposante Höhen erreicht haben, sondern schon sehr früh.

Ob ein Bergsturz auf den Kanaren immer mit einem Vulkanausbruch einhergeht, darüber rätseln Vulkanologen noch. Die Erosion hat zu viele Spuren verwischt, um eine eindeutige Antwort geben zu können. Sicher ist, daß vor 185000 Jahren auf Teneriffa eine ähnliche Explosion stattfand wie beim Mount St. Helens – nur um ein Vielfaches stärker. Die Ablagerungen der wasserdampfreichen Druckwelle, am Mount St. Helens einen halben Meter mächtig, türmen sich auf Teneriffa rund sechs Meter hoch. Auf der ganzen Insel muß damals das Leben erloschen sein. Biologen wissen seit langem, daß sich die Pflanzen- und Tierwelt von der Anaga-Halbinsel aus verbreitet hat, konnten sich aber bisher keinen Reim darauf machen. Nun liegt die Antwort auf der Hand: Offenbar hatten nur hier, weitab vom Schuß, einige Spezies überlebt. Die Schuttlawine, die damals ins Meer donnerte, bedeckt rund 5000 Quadratkilometer Ozeanboden und reicht Hunderte Kilometer weit. Die Gleitfläche, an der die Gesteinsmassen herunterrutschten, läßt sich rekonstruieren, auch wenn Lavaströme und die Erosion die Formen geschleift haben. In den engen Tunneln der „Galerias“, die Inselbewohner zu Hunderten für die Wasserversorgung in den Fels getrieben haben, erkennt man die ursprüngliche Geländeoberfläche im Fels. Von den Tsunamis, die damals übers Meer rollten, fehlt dagegen jede Spur. Den Sand, den die Kavenzmänner hundert Meter und höher auf die Küste schleuderten, haben Regengüsse längst wieder zurück ins Meer gespült.

Auf den Kanaren wird auch in Zukunft immer wieder eine Bergflanke abbrechen. „Das ist ganz sicher“, sagt Schmincke. Die Flutwellen, die sich dann auftürmen, bedrohen Hunderttausende Menschen. Denn auf den Ferieninseln spielt sich das Leben vorwiegend an den Küsten ab. Aber nicht nur die Nachbarinseln sind gefährdet, sondern auch weit entfernte Hafenstädte wie Casablanca, Rabat und Lissabon. „Die Katastrophe kann sich jederzeit wiederholen“, ist Schmincke überzeugt. „Nur wann, ob in 5, 500 oder 5000 Jahren, ist offen.“ Der Geologe vermutet, daß ein Flankenkollaps das gesamte Vulkansystem von Grund auf verändert: Das Spannungsgefüge im Gestein wandelt sich, neue Magmakammern entstehen, die Zusammensetzung der Lava und die Häufigkeit der Ausbrüche verändern sich, die Eruptionen suchen sich eine neue Richtung, sogar die Bodenfauna bekommt nach dem Exodus ein neues Gesicht. Mit Fachleuten aus verschiedenen Disziplinen, vom Ingenieur bis zum Chemiker, will Schmincke diesem Zusammenspiel nachspüren. So soll ein Felsmechaniker untersuchen, wie sich die Gesteinsmassen beim Rutschen verhalten. Und japanische Tsunami-Experten sollen die Wellen simulieren, die dabei hochschwappen. Schmincke mahnt, Vorsorge zu treffen. Alle paar Jahre, fordert er, sollten die Gesteinsspannungen kontrolliert, nach Veränderungen des Bodenreliefs gesucht und die Temperatur von Quellen geprüft werden – alles Parameter, die sich üblicherweise vor einem Ausbruch verändern. Auch Satelliten sollen nach Schwachstellen im Inselgefüge suchen. Die Methode ist vom Feinsten: Überlagert man zwei Weltraum-Radarbilder, die zu unterschiedlichen Zeiten von derselben Region geschossen wurden, entstehen Interferenzlinien, die zentimetergenau zeigen, wo sich etwas bewegt hat. Auf Hawaii sind Forscher bereits auf einen solchen Gleithang gestoßen. Die gesamte Südflanke des Kilauea, etwa 80 Kilometer breit, sinkt Jahr für Jahr um mehrere Zentimeter ab. Bricht sie eines Tages, wird die gesamte Inselkette von Hawaii unter Wasser gesetzt, und Tsunamis werden Küsten rund um den Pazifik verwüsten. Wieviel Zeit bleibt bis zur großen Flut?

Klaus Jacob

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