Am Iseosee erreicht ein mittelalterlicher Tsunami in einer neuen Modellrechnung rund 50 Meter Auflaufhöhe, also Höhe am Ufer über dem Seespiegel. Die Untersuchung verbindet die Flut mit Rodungen und Landwirtschaft, die den Untergrund des Sees über lange Zeit verändert hatten. Bohrkerne und historische Berichte helfen, das Geschehen zu rekonstruieren. Wie gewaltig die Wellen ausfielen, hängt dabei an einem entscheidenden Detail tief unter der Wasseroberfläche.
Zwei durch Erdbeben ausgelöste Unterwasserrutschungen ließen im Mittelalter gewaltige Flutwellen durch den Iseosee laufen, wie ein internationales Team aus geologischen Spuren und Simulationen rekonstruiert. Die Untersuchung unter Leitung der Université Savoie Mont Blanc entstand mit Beteiligung der Universität Bern. Auslöser waren die Beben bei Verona im Jahr 1117 und bei Brescia 1222, deren geschätzte Magnituden 6,5 beziehungsweise 6,0 betrugen. Geologe Flavio Anselmetti und seine Kollegen untersuchten dabei eine Verbindung zwischen der Arbeit auf den Berghängen und den Katastrophen am Wasser.
Aus dem Val Camonica transportiert der Oglio abgetragenes Material in das nördliche Ende des Sees, wo der Fluss ein großes Delta aufbaut. Sein Einzugsgebiet umfasst 1.777 Quadratkilometer und verbindet vergletscherte Höhen mit tiefer gelegenen Flächen, die Menschen seit der Römerzeit intensiv nutzen. Beim Roden, Beackern und Beweiden der Hänge veränderten sie die schützende Vegetation, sodass Regen mehr Boden in Richtung Gewässer bewegen konnte. Verglichen mit früheren, weitgehend natürlichen Verhältnissen gelangte schließlich etwa die dreifache Sedimentmenge in den See. Am Übergang zum stehenden Wasser blieb ein Teil dieser Fracht liegen und vergrößerte nach und nach die Last auf den Unterwasserhängen.
Dass dabei menschliche Eingriffe und Klimaschwankungen auseinandergehalten werden können, beruht auf chemischen Unterschieden zwischen den Gesteinen des Gebiets. William Rapuc und seine Kollegen nutzten in einer früheren Untersuchung der Bodenerosion die Isotopenverhältnisse von Neodym und Strontium, um die Herkunft der Ablagerungen zu bestimmen. Material aus dem Hochgebirge trägt andere chemische Merkmale als Sediment aus den tieferen, stärker bewirtschafteten Teilen des Tals. Mit diesem Vergleich trennten die Wissenschaftler den Einfluss vorstoßender und schwindender Gletscher von den Veränderungen der Landnutzung.
Für die geologische Vorgeschichte holte ein Team 2018 eine lange Sedimentfolge aus dem tiefen Becken, an einer Stelle mit 251 Metern Wassertiefe. Auf dem See diente eine verankerte Plattform mit Bohrturm dazu, die Proben aus dem Untergrund zu gewinnen. Im Labor unterschieden sich die Schichten durch ihre Farben, ihre Struktur und die Größe der enthaltenen Körner voneinander. Zusammen mit chemischen Analysen und seismischen Profilen ließen sich Ablagerungen von Hochwassern von Material unterscheiden, das beim Abrutschen eines Hangs in die Tiefe gelangt war.
Nach der Auswertung im Fachjournal Sedimentology entfielen 61,4 Prozent der untersuchten Sedimentablagerung während der vergangenen zwei Jahrtausende auf einzelne Ereignisse. Große Mengen lagerten sich damit in kurzen Schüben ab, während zwischen den Katastrophen deutlich langsamer neues Material hinzukam. Wer aus einer solchen Folge eine zeitliche Entwicklung rekonstruieren will, muss diese plötzlich eingelagerten Pakete getrennt berücksichtigen. Die mächtigsten Lagen lieferten den Forschern schließlich die Grundlage, um das Ausmaß der damaligen Rutschungen abzuschätzen und ihre Entstehung mit regionalen Beben zu vergleichen.
Für den größeren der beiden mittelalterlichen Rutsche rekonstruierten Muhammad Naveed Zafar und seine Kollegen zunächst die Form des abgebrochenen Deltahangs. Als Ausgangspunkt verwendeten sie die heutige Geländeform und entfernten im Modell ein Volumen, das zu den Ablagerungen im tiefen Becken passt. Den Schlamm behandelten sie als Material, das erst bei ausreichender Belastung zu fließen beginnt und dann den Hang hinabgleitet. In der Rechnung wanderte diese Masse mehr als zehn Kilometer über den Seegrund; beim späteren Ereignis wurden etwa zehn Millionen Kubikmeter mobilisiert.
Während der Schlamm abrutscht, verändert er den verfügbaren Raum unter der Wasseroberfläche und setzt das darüberliegende Wasser in Bewegung. Vor der wandernden Masse steigt es an, während es über der zurückbleibenden Vertiefung zunächst absinken kann. Auch kalbende Gletscher können durch verdrängtes Wasser Tsunamis auslösen; im italienischen See stammt der Anstoß aus dem instabilen Untergrund. Für den Weg der Flut zählt anschließend, wie das Wasser durch tiefe Becken, Engstellen und flache Uferbereiche strömt.
Am nördlichen Seeufer erreichte die größte rekonstruierte Flut rund 50 Meter Auflaufhöhe und drang bis zu 2,7 Kilometer weit in die Ebene vor. Nahe gelegene Ufer wurden innerhalb ungefähr einer Minute überflutet, während die große Insel im See die Ausbreitung nach Süden veränderte. An ihren Flanken liefen die Wellen auf unterschiedlichen Wegen weiter, wodurch einige dahinterliegende Ufer weniger stark getroffen wurden. Für die Stadt Iseo ergab die Berechnung beim größeren Ereignis einen Wasseranstieg von ungefähr 5,5 Metern nach rund sieben Minuten.
Mathematiker Denys Dutykh erläutert die hohe Geschwindigkeit mit der Bewegung langer Wellen, bei denen Wasser über die gesamte Tiefe beteiligt ist. Im tiefen Becken ergibt sich für die Ausbreitung solcher Wasserwellen eine Größenordnung von 180 Kilometern pro Stunde. An flachen Ufern werden sie langsamer, während sich Wasser aufstaut und weit über die ursprüngliche Uferlinie vordringen kann. Auflaufhöhe bezeichnet dabei die erreichte Geländehöhe über dem ruhenden Wasserstand; die örtliche Wassertiefe auf einer überfluteten Straße kann erheblich kleiner sein.
Aus der Vatikanischen Bibliothek stammt ein mittelalterlicher Bericht über überflutete Siedlungen, zerstörte Befestigungen und Bewohner, die dem Wasser kaum entkommen konnten. Archäologische Befunde ergänzen diese Schilderung, etwa umfangreiche Arbeiten an der Kirche Sant’Andrea in Iseo nach dem älteren der beiden Beben. Bei solchen Gebäudeschäden lässt sich der Anteil von Erschütterungen und eindringendem Wasser allerdings nicht zuverlässig voneinander trennen. Im geschützten Torfgebiet Torbiere del Sebino ergaben Bohrungen keine erkennbaren Tsunamiablagerungen, passend zu den dort berechneten Wellen unter einem Meter.
Wie empfindlich die berechnete Flut auf die Lage der Bruchstelle reagiert, zeigen zusätzliche Szenarien der Studie in Nature Communications. Beginnt der Rutsch erst 45 Meter unter dem Wasserspiegel, fällt die maximale Tsunamihöhe auf etwa 22 Meter. Bei einem Start in 75 Metern Tiefe bleiben ungefähr elf Meter, weil die Bewegung das Oberflächenwasser weniger stark anregt. Welche Geometrie der historische Abbruch genau hatte, begrenzt somit die Genauigkeit der rekonstruierten Spitzenwerte und bleibt eine wesentliche Unsicherheit der Rechnung.
Der Zusammenhang zwischen veränderter Vegetation und stärkerem Bodenabtrag lässt sich auch weit außerhalb des italienischen Tals in Sedimenten verfolgen. Eine internationale Auswertung mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie kombinierte dafür datierte Bohrkerne mit fossilen Pollen aus den jeweiligen Einzugsgebieten. An 35 Prozent der untersuchten Standorte nahm der Sedimenteintrag vor etwa 4.000 Jahren zu, während der Anteil von Baumpollen sank. Hinter diesem Zusammentreffen sehen die Autoren einen Einfluss von Waldverlust und veränderter Bewirtschaftung, lange bevor die Industrialisierung einsetzte. Ob daraus an einem bestimmten See eine gefährliche Rutschung entsteht, hängt zusätzlich von der Hangform und möglichen Auslösern ab.
Im Oglio-Delta haben weitere acht Jahrhunderte Sedimentzufuhr den unterseeischen Hang nach dem letzten großen Kollaps erneut aufgebaut. Heute liegen an den Ufern des Iseo-, Garda- und Comersees zahlreiche Orte und touristisch genutzte Anlagen; zusammen leben dort mehr als 370.000 Menschen dauerhaft. Für künftige Gefahrenanalysen fordert das Team deshalb, die über lange Zeit angesammelte Sedimentlast neben den möglichen Erdbeben zu berücksichtigen. Eine konkrete Vorhersage des nächsten Abbruchs liefert die historische Rekonstruktion nicht.
Als nächsten Schritt will Anselmetti mit seinen Kollegen an Land und tiefer im Seesediment nach weiteren Spuren vergangener Fluten suchen. Besonders aufschlussreich wären Ablagerungen aus der Zeit vor größeren menschlichen Eingriffen, die einen Vergleich mit weitgehend natürlich geprägten Hängen erlauben.
Nature Communications, Human-enhanced tsunami hazard in large lakes; doi:10.1038/s41467-026-78272-8
Sedimentology, Instant sedimentation in a deep Alpine lake (Iseo, Italy) controlled by climate, human and geodynamic forcing; doi:10.1111/sed.12972
Quaternary Science Reviews, Quantitative evaluation of human and climate forcing on erosion in the alpine Critical Zone over the last 2000 years; doi:10.1016/j.quascirev.2021.107127
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