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Ozeanforschung: Im Pazifik wogen Mega-Monsterwellen

Forscher weisen 200-Meter-Wellen im Wasserkörper des Pazifiks nach: Sie mischen den Ozean durch und verteilen Nährstoffe.
Welle im MeerLaden...

Einmal am Tag entsteht in der Luzon-See zwischen Taiwan und den Philippinen eine gigantische Welle: Mehr als 200 Meter hoch und 100 bis 200 Kilometer breit rollt sie durch das Südchinesische Meer. Doch kaum einer bemerkt sie auf den ersten Blick. Denn bei dieser Monsterwelle handelt es sich um einen internen Prozess im Ozean, der sich an der Oberfläche nur minimal bemerkbar macht. Nun veröffentlichten Jonathan Nash von der Oregon State University und seine Kollegen eine Studie in "Nature", in der sie erstmals beschrieben, wie derartige Kaventsmänner entstehen und welche Folgen sie für das Meer haben: "Ohne diese riesigen Wellen wäre das Wasser der Ozeane viel weniger durchmischt: An der Oberfläche wäre es wärmer, in der Tiefsee dagegen kälter", so Nash.

Wenn die Gezeiten über Berggrate in der Tiefsee strömen, schießt das Wasser hangabwärts. Es kommt zu Verwirbelungen, die kaltes Tiefenwasser nach oben reißen. Dieses sackt wieder nach unten ab und verdrängen weiteres Wasser: Eine Welle bildet sich.Laden...
Entstehung der Monsterwellen im Meer | Wenn die Gezeiten über Berggrate in der Tiefsee strömen, schießt das Wasser hangabwärts. Es kommt zu Verwirbelungen, die kaltes Tiefenwasser nach oben reißen. Dieses sackt wieder nach unten ab und verdrängt weiteres Wasser: Eine Welle bildet sich.

Diese internen Wellen entwickeln sich, wenn starke Gezeitenströme über bestimmte Oberflächenformen am Meeresgrund fließen. Ein Schlüsselfaktor zumindest in der Luzon-Straße zwischen den ostasiatischen Inseln ist zudem die Tiefe, in der sich warme und kalte Wasserschichten treffen: Sie liegt hier bei 1000 Metern unterhalb des Meeresspiegels. In der Region schieben sich die Wassermassen mit den Gezeiten über zwei Berggrate in der Tiefsee, die die Wellenbildung auslösen und die entstehenden Wellen energetisch verstärken sowie enorm erhöhen. Dabei fließt die Strömung über den ersten, höheren Kamm hinweg in die Tiefe und legt dabei deutlich an Geschwindigkeit zu, wie eine Simulation der Forscher zeigt, bis sie auf den zweiten, weiter westlich liegenden Grat stößt und wieder nach oben abgelenkt wird. Kaltes und damit schwereres Tiefenwasser wird dabei durch die Verwirbelungen mit nach oben gerissen, sackt neu ab und verdrängt dabei weitere Wassermassen – eine steile Welle entwickelt sich, die sich dann Richtung asiatisches Festland durchs Meer fortpflanzt.

Südlich von Taiwan treffen diese Kolosse dann auf flachere Bereiche des kontinentalen Schelfs, wo sie brechen und schwere Turbulenzen erzeugen: Sie sind bis zu 10 000-mal stärker als Wellen an der Oberfläche auf dem offenen Meer. Und das macht sie so bedeutend für verschiedene Prozesse im Meer und in der Atmosphäre, denn durch die Verwirbelungen verfrachten sie warmes Wasser in die Tiefe und kaltes nach oben: Sie beeinflussen daher in riesigem Ausmaß den Energiehaushalt des Ozeans. Gleichzeitig spülen sie abgesunkene Nährstoffe aus der Tiefsee wieder in lichtdurchflutete Flachwasserzonen und überspülen die Schelfmeerböden mit frischen Sedimenten. Damit sorgen sie wohl dafür, dass diese Flächen sanfter zur Tiefsee hin abfallen. "Tatsächlich kann man diese Monsterwellen auch auf Satellitenbildern erkennen", sagt Nash. "Sie machen die Oberfläche des Ozeans etwas rauer und erzeugen dort lauter niedrige, aber breite Wellen, die mit einer Geschwindigkeit von sieben bis elf Kilometern pro Stunde über das Meer ziehen."

"Normale" Monsterwellen an der Oberfläche entstehen dagegen durch Stürme, die Wassermassen unter bestimmten Bedingungen bis zu 25 Meter und mehr auftürmen. Diese Wellen werden von der Schifffahrt gefürchtet, weil sie tatsächlich Schiffe versenken können. Lange wurden diese auch Kaventsmänner genannten Wellen als Seemannsgarn abgetan, bis 1995 ein derartiges Ungetüm tatsächlich gemessen werden konnte: an einer Ölplattform in der Nordsee  – die Draupner-Welle, benannt nach der getroffenen Bohrinsel.

19/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 19/2015

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