Wissen: Mit GPS gegen die Riesenwellen

Ingenieure und Naturwissenschaftler wissen eines ganz genau: Bei großen technischen Vorhaben mit vielen Komponenten klappt selten alles wie geplant. Zu diesen Großprojekten gehört auch das Tsunamiwarnsystem GITEWS (German-Indonesian Tsunami Early Warning System) im Indischen Ozean, das unter deutscher Regie nach den verheerenden Riesenwellen von Weihnachten 2004 aufgebaut wurde. Ausgerechnet die acht Bojen, die für die direkte Messung der Wellenbewegungen zuständig sind, machen immer wieder Schwierigkeiten, keine von ihnen ist zurzeit in Betrieb. Und doch ist sich GITEWS-Projektkoordinator Jörn Lauterjung vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam sicher: „Bei der nächsten Riesenwelle kann das System sehr viele Menschenleben retten.“ Denn es funktioniert auch ohne die Messbojen auf dem Meer hervorragend.

Die Ursache einer Riesenwelle ist in vier von fünf Fällen ein Seebeben. Daher hat GITEWS zunächst eine Lücke geschlossen, die das weltweite Erdbebenmessnetz ausgerechnet im Indischen Ozean hatte: „Das GFZ hat auf Sumatra, Java und Kalimantan, sowie auf vorgelagerten Inseln 21 neue Messstationen gebaut“, erklärt Lauterjung. Zusammen mit weiteren 140 Stationen in Indonesien, Japan und China sind die neuen Einrichtungen online und können innerhalb von zwei oder drei Minuten ein Erdbeben lokalisieren.

Allerdings löst nicht jedes Seebeben Riesenwellen aus, sondern nur Beben, bei denen sich der Meeresgrund ruckartig nach oben oder unten bewegt. Deshalb installierten die deutschen Wissenschaftler sieben Meter lange Bojen auf dem Meer, die mithilfe des Satellitenortungssystems GPS die Wellenbewegung direkt messen. Mit Funksignalen werden die Daten an die Tsunamiwarnzentrale in Jakarta übertragen. Zumindest in der Theorie. In der Praxis gab es eine Reihe von Problemen mit den Bojen. Diese wurden nämlich dort installiert, wo die Riesenwellen am steil abfallenden Kontinentalhang vor den Inseln Indonesiens entstehen. Dort aber schwimmen auch viele teure Speisefische, die auch einige Küstenbewohner anlocken. Verheddert sich dann eine Fangleine in der Verankerung der Boje, taucht ein Fischer schon einmal ins Meer, kappt die Haltetrossen und rettet so seine Ausrüstung, während die Boje davontreibt.

Natürlich sollen die teuren Bojen im Wert von mehr als hunderttausend Euro pro Stück wieder eingesammelt, repariert und neu verankert werden. Aus diversen Gründen aber funktioniert das bei der dafür zuständigen staatlichen Einrichtung in Indonesien eher selten. Und so ist eine Boje ganz verschwunden, vier weitere sind außer Betrieb und zu den letzten drei Bojen ist der Kontakt abgerissen: „Möglicherweise ist da nur die Energieversorgung ausgefallen“, vermutet Lauterjung. Bisher hat das die staatliche Stelle in Indonesien nicht überprüft.

Während des Aufbaus des Tsunamiwarnsystems, das seit Frühjahr 2011 vollständig von Indonesien betrieben wird, zeigte sich aber, dass ein anderes System ebenfalls registrieren kann, ob ein Tsunami entstanden ist und wie stark er ausfällt: Entlang der Küste von Java und Sumatra gibt es alle 50 oder 60 Kilometer Stationen, an denen das Satellitenortungssystem GPS bei einem Beben misst, wie sich die Erdoberfläche verändert. Mit diesen Daten berechnet ein aufwändiges Computerprogramm dann, wie stark sich der Meeresboden vor der Küste deformiert hat. Je mehr GPS-Stationen an Land existieren, umso besser wird diese Kalkulation. Da seit der Startphase von GITEWS diese GPS-Messung obendrein immer weiterentwickelt und verbessert wurde, erfasst das Warnsystem diese Hebungen und Senkungen des Meeresbodens heute so genau, dass daraus die entstandenen Wellen zuverlässig abgeschätzt werden. Über die Tsunamiwarnzentrale können dann die Bewohner der nahen Küste Indonesiens alarmiert werden, die von den Riesenwellen bereits nach zwanzig Minuten gefährdet sind. Pegelmesser an den Küsten von Inseln messen dann die sich durch den Indischen Ozean weiterschiebenden Wellen auch noch direkt. Damit können die Bewohner der entfernter liegenden Küsten Indiens, Sri Lankas und Thailands ebenfalls zuverlässig gewarnt werden – auch ohne Bojen. Roland Knauer