Wie der Klimawandel große Erdrutsche und Mega-Tsunamis auslösen könnte

Wie der Klimawandel große Erdrutsche und Mega-Tsunamis auslösen könnteMenschen untersuchen den Schaden nach einem Tsunami in einem Dorf in Sumur, Indonesien, am 24. Dezember 2018. (AP Foto / Fauzy Chaniago)

Vor etwas mehr als 60 Jahren überflutete eine riesige Welle den schmalen Einlass von Lituya Bay, Alaska, den Wald niederreißen, zwei Fischerboote versenken und zwei Leben fordern.

Ein Erdbeben in der Nähe hatte einen Steinschlag in die Bucht ausgelöst und plötzlich riesige Wassermengen verdrängt. Der große Erdrutsch-Tsunami erreichte eine Höhe von mehr als 160 Metern und verursachte einen Anlauf (die vertikale Höhe, die eine Welle einen Hang hinauf erreicht) von 524 Meter über dem Meeresspiegel. Stellen Sie sich für die Perspektive vor, wie hoch der CN Tower in Toronto (553 Meter) oder das One World Trade Center in New York City (541 Meter) ist.

Große Erdrutsche, wie der, der 1958 die Bucht von Lituya traf, sind Mischungen aus Gestein, Boden und Wasser, die sich sehr schnell bewegen können. Wenn ein Erdrutsch auf ein Gewässer trifft, kann er Wellen erzeugenvor allem in bergigen Küstengebieten, wo steile Hänge auf einen Fjord, einen See oder einen Stausee treffen. Obwohl Mega-Tsunamis oft sind sensationell in den Nachrichten, reale und wissenschaftlich dokumentierte Ereignisse motivieren neue Forschung.

Ende Juli a Erdbeben der Stärke 7.8 in der Nähe von Perryville, Alaskalöste eine Tsunami-Warnung für Südalaska, die Aleuten und die Alaskische Halbinsel aus. Und Wissenschaftler haben kürzlich gewarnt, dass a Der Rückzug des Gletschers in einem Fjord in Prince William Sound, Alaska, hatte das Risiko eines Erdrutschs und Tsunamis erhöht in einem beliebten Fischerei- und Tourismusgebiet unweit der Stadt Whittier.

Internationale Forschungsanstrengungen sind dringend im Gange, um diese großen Naturgefahren besser zu verstehen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da der Klimawandel dazu beitragen könnte, die Anzahl und Größe dieser Ereignisse zu erhöhen.

Jüngste Riesenwellenereignisse

Ausgelöst von entweder einem Erdbeben oder höher als normaler NiederschlagEin weiterer massiver Erdrutsch ereignete sich 2015 in Alaska. Dieser war in Taan Fiord500 Kilometer östlich von Anchorage. Dieses Ereignis war so mächtig, dass es eine enorme Menge an Energie freisetzte und als Erdbeben der Stärke 4.9 registriert wurde, was ungefähr der Explosionskraft von entspricht 340 Tonnen TNT.

Der Erdrutschschlag ins Wasser war so stark, dass er erzeugt wurde seismische Signale die an Überwachungsstationen in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt entdeckt wurden. Der Aufprall erzeugte eine Welle mit a Anlauf von 193 Metern. Zum Glück ist die Gegend abgelegen und niemand wurde getötet.

Allerdings ist der Erdrutsch 2017 in Karrat Fiord, Grönlandwar tödlich. Am Aufprallort wurde ein 90 Meter hoher Tsunami ausgelöst. Diese Welle breitete sich 30 Kilometer bis zur Gemeinde Nuugaatsiaq aus, löschte sie aus und tötete vier Menschen. Andere große Erdrutschwellenereignisse sind kürzlich in aufgetreten Norwegen und British Columbia.

Tsunamis werden auch durch andere Mechanismen wie Erdbeben, Vulkankollaps und U-Boot-Erdrutsche erzeugt. Erdbeben können massive U-Boot-Erdrutsche auslösen, von denen gezeigt wurde, dass sie maßgeblich zum maximalen Tsunami-Anlauf beitragen. Dies geschah, als Erdbeben auftraten Japan im Jahr 2011 und Neuseeland im Jahr 2016Dies führt zu einem Hochlauf von jeweils 40 Metern und sieben Metern.

Vorhersage der Wellengröße

Große Erdrutsch-Tsunamis sind auf dem Feld schwer oder unmöglich zu messen. Sie kommen typischerweise in Bergregionen mit sehr steilen Hängen vor und sind daher meist weit von Großstädten entfernt. Geologen haben viele Fälle dokumentiert, indem sie die Höhen oder Ablagerungen von Bäumen und Felsen, die nach diesen Ereignissen von Hängen abgewaschen wurden, wie in Taan Fiord, kartiert haben.

Diese Naturgefahren stellen jedoch eine große Bedrohung für die Gesellschaft dar. Was ist, wenn ein Erdrutsch in ein Reservoir eine Welle erzeugt, die einen Damm überragt? Dies geschah 1963 in Vajont, Italienund tötete mehr als 2,000 Menschen, die flussabwärts lebten.

Ein besseres Verständnis darüber, wie Erdrutsche Wellen erzeugen, ist entscheidend. Experimentelle Studien sind ein Weg, um Einblick in diese Wellen zu gewinnen. Labortests haben zu empirischen Ergebnissen geführt Gleichungen zur Vorhersage der Größe von Erdrutsch Tsunamis.

Neuere Forschungen mit detaillierten Messungen mit Hochgeschwindigkeits-Digitalkameras helfen dabei, die Steuerung der zu bestimmen Erdrutscheigenschaften auf die Generation von Wellen. Dies hat zu neuen Forschungen an der Queen's University geführt, die das theoretische Verständnis dafür verbessert haben, wie Erdrutsche übertragen den Impuls auf das Wasser und Wellen erzeugen.

Die Wellengröße hängt von der ab Dicke und Geschwindigkeit des Objektträgers beim Aufprall. Das Form dieser Wellen kann nun vorhergesagt werden und zusammen mit der Wellenamplitude (dem Abstand von der Ruhe zum Scheitel) und als Eingabe für Computermodelle für verwendet werden Wellenausbreitung und vollständige Simulation der Erzeugung von Erdrutschwellen. Diese Modelle können helfen, das Verhalten von Wellen im Labormaßstab und im Labor zu verstehen und vorherzusagen Feldskala in Küstenumgebungen.

Vergangene und zukünftige Ereignisse

Seit 1900 hat die Es gab acht bestätigte massive Wellenereignisse wo große Erdrutsche Wellen erzeugt haben, die größer als 30 Meter sind. Zwei davon führten in den 100er Jahren in Norwegen zu über 1930 Todesfällen. Von diesen acht Großereignissen sind vier seit 2000 aufgetreten.

Wie der Klimawandel große Erdrutsche und Mega-Tsunamis auslösen könnte Retter helfen einem jungen Mädchen und ihrer Familie bei der Evakuierung von Häusern auf der indonesischen Insel Sebuku. Am 22. Dezember 2018 versagte die Flanke des Vulkans Anak Krakatau und verursachte einen Tsunami, bei dem mehr als 400 Menschen ums Leben kamen. (AP Foto / Fauzy Chaniago)

Andere Ereignisse mit kleineren Wellen haben jedoch bevölkerungsreichere Küsten verwüstet. Zum Beispiel der Zusammenbruch der Anak Krakatau Vulkan im Jahr 2018 erzeugte einen Tsunami an der Küste Indonesiens, der über verursachte 400 Opfer und große Infrastrukturschäden.

Werden in Zukunft weitere dieser Ereignisse eintreten? Der Klimawandel könnte die Häufigkeit und das Ausmaß dieser Naturgefahren beeinflussen.

Ein sich erwärmendes Klima verändert sicherlich die nördlichen und alpinen Umgebungen in vielerlei Hinsicht. Dies kann beinhalten Auftauen des Permafrosts, zurückweichende Gletscher und Eisberg kalben, häufigere Frost-Tau-Zyklen und vermehrte Niederschläge oder andere hydraulische Auslöser. All dies kann dazu beitragen destabilisierende Felshänge und erhöhen Sie das Risiko eines großen Erdrutschs ins Wasser.

Diese Naturgefahren können nicht verhindert werden, aber Schäden an Infrastruktur und Bevölkerung können minimiert werden. Dies kann durch wissenschaftliches Verständnis der physikalischen Prozesse, standortspezifische technische Risikoanalyse und Küstenmanagement von gefährdeten Regionen erreicht werden.Das Gespräch

Über den Autor

Ryan P. Mulligan, Außerordentlicher Professor für Bauingenieurwesen, Königin-Universität, Ontario und Andy Take, Professor, Fakultät für Bauingenieurwesen, Königin-Universität, Ontario

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