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Marine Hydrogeologie: Der venezianische Patient

Diese Stadt ist immer eine Reise wert - nicht nur für frisch Vermählte, Karnevalsästheten oder Liebhaber italienischer Baukunst. Venedig lockt auch Architekten, Ingenieure und Geologen an, die ein Forschungsfeld für Umweltprobleme und schwierige Sanierungsaufgaben suchen. Jetzt wissenschaftlich enthüllt: die Dynamik einer brackigen Lagune.
Venedig: Markusdom, Dogenpalast und Markusplatz bei normalem Wasserstand
"Oh Venedig! Oh Venedig! Wenn Deine marmornen Wände von den Fluten überspült werden, dann soll es einen Aufschrei der Völker geben über Deine versunkenen Säle: Ein lautes Wehklagen entlang der mitreißenden See!" So lamentierte bereits 1819 der englische Dichter Lord Byron in seiner "Ode an Venedig" über den Untergang der alten norditalienischen Handelsstadt: Ihr langsames Versinken im morastigen Untergrund der Bucht zeichnete sich schon damals deutlich ab. Und immer noch sackt das von der Unesco als Europas Weltkulturerbe Nummer Eins geführte Ensemble aus berühmten Kanälen, Kirchen und Plätzen scheinbar unaufhaltsam Millimeter um Millimeter tiefer in die instabilen Sand- und Tonschichten seiner Lagune.

Venedigs Aqua-Kloster | Auch Venedigs Friedhof ist von steigenden Fluten bedroht.
Venedigs Bauten lasten schließlich mit ihrem gesamten Gewicht auf Millionen von Eichenstämmen, die dadurch weiter in die Tiefe gedrückt werden. Ihren Anteil am Tiefgang der Stadt trug auch die Industrie am gegenüberliegenden Festland bei, denn sie pumpte bis Mitte der 1970er Jahre Unmengen von Wasser aus dem Untergrund, der sich dadurch verdichtete und nachgab. Im Gegenzug verseuchten sie das Meer mit giftigen Abwässern. Heute steigen die Pegel auch noch durch den Klimawandel – im Vergleich zu 1900 liegt Venedig heute gegenüber der steigenden Adria insgesamt 25 Zentimeter tiefer. An rund hundert Tagen im Jahr herrscht sogar richtig Aqua alta – Hochwasser – auf dem Markusplatz, und Touristen wie Einheimische müssen auf Stegen und mit Gummistiefeln durch die Gassen laufen.

Hoffnung und Rettung, zumindest aber einen Aufschub vor dem steigenden Nass, verspricht derweil ein gigantisches, milliardenschweres Bauprojekt namens Mose (Modulo Sperimentale Elettromeccanico), das die Lagune mit pneumatischen Schleusentoren vor heran nahenden Fluten schützen soll und seit 2004 errichtet wird. Proteste dagegen gab es viele, denn Umweltschützer fürchteten den Todesstoß für das fragile ökologische Gleichgewicht der Lagune und damit ebenso für die Zukunft Venedigs.

Um diese Risiken abzuschätzen, muss die Wissenschaft aber überhaupt erst einmal nachvollziehen, wie sich das Gefüge der Bucht, die Aufschüttung von Salzwiesen oder der Abtrag von Marschen durch Wind und Wellen verändern. Zu diesem Zweck konstruierten nun Geologen um Sergio Fagherazzi von der Florida State University ein Modell, mit dem sie eine Besonderheit von flachen Tidebecken erklären wollen.

Salzwiesen und Watten im Vergleich der Jahhrhunderte | Seit 1901 ging die Fläche der Salzwiesen – und allgemein jene von Bereichen, die mehr als 15 bis 20 Zentimeter oberhalb des Meeresspiegels liegen – in der Bucht von Venedig beträchtlich zurück. Dagegen nahmen die Watten und Tiefwasserbereiche zu. Besonders auffällig ist dies in der Südhälfte der Bucht, wo intensive Baumaßnahmen stattfanden. Sie veränderten hier die Sedimentationsbedingungen und Strömungsverhältnisse.
Denn Küstenformen wie die der venezianischen Lagune werden überwiegend von zwei Strukturen geprägt: weit ausgedehnten Wattflächen, die bei Flut einen halben bis einen Meter hoch von Wasser bedeckt werden, und Salzwiesen, die außer bei Sturmfluten mindestens zwanzig Zentimeter über dem Meeresspiegel liegen. Zwischen diesen fünfzig Zentimeter unterhalb und zwanzig Zentimeter oberhalb der Wasserlinie finden sich dagegen so gut wie keine größeren Flächen. Gäbe es fließende Übergänge zwischen beiden Lebensräumen, so müssten sie eigentlich häufiger in der Bucht nachgewiesen werden.

Wind und Wellen – die beiden Haupteinflussfaktoren in unberührten Lagunen – müssen daher rasch und abrupt für die Entwicklung in die eine oder andere Richtung sorgen. Im Modell der Forscher nehmen sie deshalb auch großen Raum ein, denn je nach Stärke oder Energieverlust sorgen sie für die Ablagerung oder den Abtrag von Sedimenten. Entsprechend bilden sich Salzmarschen eher im Schutz von Barriereinseln, in Regionen mit schwächeren Gezeitenströmungen und in Lagen mit hoher Materialzufuhr.

Doch was entscheidet nun letztendlich, ob es Richtung Land oder Wasser geht? Die Antwort ist simpel: Der Sprung vom Watt zur Wiese kann nur gelingen, wenn während der Flut mehr Material angelandet als beim Eintreten der Ebbe abtransportiert wird. Das gelingt allerdings nur in Abschnitten mit hoher Materialzufuhr und ist dort dann ab einem halben Meter Wassertiefe aufwärts ein selbstverstärkender Prozess: Je höher sich der Schlick aufschichtet, desto geringer ist die Kraft der Wellen und damit ihre Fähigkeit zur Erosion.

Hier genügen nach Meinung der Wissenschaftler schon kurze Phasen mit günstigen Bedingungen – Windstille, geringer Wellengang, erhöhte Sedimentfracht im Zufluss –, um die Waage zu Gunsten des festen Landes zu senken. Rasch siedeln sich die entsprechenden stabilisierenden Salzpflanzen an und helfen mit, die Marsch zunehmend zu verfestigen. Die Gewächse fungieren dabei als zusätzliche Erdreichfallen, bewirken selbst aber nicht das eigentliche Auftauchen der neuen Heimat. Zusätzlich bremsen sie noch die über sie streichenden Winde, was in ihrem Rücken weitere Salzmarschen heranwachsen lässt.

Umgekehrt führt eine dauerhafte Veränderung der Strömungsverhältnisse – etwa durch ausgebaggerte Kanäle und erhöhte Fließgeschwindigkeiten – zu stärkerer Erosion, sodass Wellen wieder verstärkt an den Wiesen nagen können. Negativ wirkt sich auch das Eindeichen von Flüssen aus, denn ihre Sedimentladung reduziert sich dadurch beträchtlich und damit die Kapazitäten zur Aufschüttung. Am größten ist jedoch der Einfluss des Windes: Kann er etwa durch wasserbautechnische Eingriffe wieder ungehindert über größere Meerflächen streichen, erzeugt er dauerhaft kräftigere Wellen, die letztlich Sedimente neu bewegen.

Schiefer Turm von Burano | Schiefer Turm von Burano: Wie Venedig ist auch die kleine Stadt Burona in der Lagune auf wackeligem und vor allem nachgiebigem Grund gebaut. Gibt der Morast nach, sinken auch die Gebäude ab – wie der der Turm der Kirche San Martino.
Das beweist den Forschern auch der Vergleich von Nord- und Südhälfte der Lagune von Venedig: Ihr Modell zeichnete exakt die gegensätzliche Entwicklung der beiden Bereiche im Laufe des letzten Jahrhunderts nach. Während es im relativ unberührten Norden der Bucht noch ausgedehnte und gesunde Salzwiesen gibt, hat sich ihre Fläche im Süden teils beträchtlich vermindert. Hier wurden Kanäle ausgebaggert und Marschen zerstört, um Yachthäfen anzulegen oder allgemein die Schifffahrt zu begünstigen. Die Folge: Die Erosionsrate erhöhte sich, Watten und tiefere Rinnen breiteten sich wieder aus.

Um den Südteil der Lagune zu sanieren, schlagen Fagherazzi und seine Kollegen vor, einige Flüsse in ihr altes Bett umzuleiten, statt sie über den Po direkt in die Adria zu führen. Sie würden dann ihre Sedimentfrachten wieder in die Bucht transportieren und diese zu Watten oder Marschen aufschütten. Der positive Nebeneffekt: Die Wellen würden gebremst und damit weniger Wasser in die Stadt Venedig gedrückt – zumindest ein Aufschub für den maroden Patienten.

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