Potsdamer Geoforscher erlebte Fukushima-Katastrophe in Japan
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Brandenburg Zehn Jahre nach Fukushima: Dieser Potsdamer Geoforscher erlebte das Beben vor Ort
Brandenburg

Potsdamer Geoforscher erlebte Fukushima-Katastrophe in Japan

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11:38 11.03.2021
Die Katastrophe im Atomkraftwerk Fukushima in Japan war Auslöser der Energiewende in Deutschland. Ein Tsunami hatte die Infrastruktur des Kraftwerks schwer beschädigt.
Die Katastrophe im Atomkraftwerk Fukushima in Japan war Auslöser der Energiewende in Deutschland. Ein Tsunami hatte die Infrastruktur des Kraftwerks schwer beschädigt. Quelle: Aflo / Mainichi Newspaper/dpa, Köster (Collage)
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Potsdam

Aus Sicht der Erdbebenforschung und der Frühwarntechnik ist am Freitag, dem 11. März 2011, und leider auch schon lange zuvor vieles einfach nur dumm gelaufen – wäre diese Floskel angesichts von fast 20 000 Tsunami-Toten, einem auch heute noch radioaktiv verseuchten Gebiet in der Präfektur Fukushima und schließlich einem der größten Reaktorunfälle der Geschichte nicht so fehl am Platze.

Über das schiere Pech der Japaner an diesem verhängnisvollen Tag weiß der Leiter der Seismologie am Deutschen Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam, Frederik Tilmann, nur zu gut Bescheid. Genau an jenem Freitagnachmittag saß er nämlich zusammen mit etwa 40 anderen internationalen Wissenschaftlern in einem Seminar über Erdbeben – und zwar in einem Außenbezirk von Tokio.

„Auf einmal hat es ein bisschen angefangen zu wackeln“, erinnert sich Tilmann. Für das von Erdbeben ständig geplagte Japan eigentlich gar nichts Besonderes, denn die Erschütterungen waren nicht sehr stark. Misstrauisch wurde der Geophysiker nur, weil bereits diese erste Welle ziemlich lange andauerte. Das konnte auf ein heftiges Beben hinweisen.

Die Flutlichter des Sportplatzes schwankten

Tatsächlich wurden die Ausschläge bei den sogenannten S-Wellen, den sich langsamer ausbreitenden Sekundärwellen, dann doch stärker. Als das rüttelnde mehrstöckige Gebäude schnell und diszipliniert wie in Japan eben üblich evakuiert wurde, fiel das Laufen gar nicht so leicht. Größere Schäden gab es zwar nicht, aber Tilmann konnte später unten vom freien Platz vor dem Lehrgebäude aus die Flutlichter eines Sportplatzes extrem schwanken sehen.

„Sie gingen langsam hin und her auf einem riesigen Weg – vielleicht 20 Meter lang.“ Und bald darauf fingen auch schon einige japanische Kollegen mit ihren Smartphones die ersten Nachrichten von dem furchtbaren Tsunami jenes als Tohoku-Erdbeben eingegangenen geologischen Ereignisses auf. Und genau an dieser Stelle gab es schon das erste beinahe unvermeidliche Pech.

„Japan hat eines der am besten ausgerüsteten Frühwarnsysteme der Welt“, betont Tilmann. Aber bei einer guten Tsunami-Warnung gebe es zwei Herausforderungen, die unter Zeitdruck Probleme bereiten: Man muss das unterseeische Beben schnell lokalisieren und vor allem seine Magnitude genau bestimmen.

Zu wenig Zeit für die genaue Analyse

„Dazu muss man auch die ganz tiefen Frequenzen analysieren“, sagt Tilmann. Das erfordert aber, das ganze Beben ziemlich lange zu beobachten. Das geht kaum, denn die Warnung muss schnell herauskommen. Die japanischen Seismologen stuften daher das Beben zunächst mit einer Magnitude von nur acht ein. Tatsächlich hatte es, wie man später herausfand, eine Magnitude von neun.

Das scheint nicht viel mehr, ist aber ein gewaltiger Unterschied. Eine einzige Magnitude macht etwa das dreißigfache an Energie aus. Die Seismologen erwarteten an jenem Tag eine Tsunami-Welle von vielleicht fünf Metern, stattdessen rollte je nach Beschaffenheit der Küste ein Monster von örtlich bis zu zwanzig Metern Höhe heran.

In Fukushima kam es nach dem Tsunamie zu einer weiteren Katastrophe. Quelle: dpa

„Der Hauptzweck der Tsunami-Warnung ist die Evakuierung der Gebäude“, sagt Tilmann. Die ist sogar innerhalb des beschränkten Zeitraums von einer knappen halben Stunde besonders in Japan mit seiner Erfahrung gut zu bewältigen – vorausgesetzt die Gefahr wird richtig eingeschätzt. Das geschah aber an diesem Tag nicht überall. Vor allem alte Menschen wurden von der plötzlich hereinbrechenden Monsterwelle überrascht. Sie starben in unverhältnismäßig großer Zahl.

Hätte eine zutreffende Tsunami-Warnung also auch das Unglück von Fukushima Daiichi verhindern können? Tilmann ist da skeptisch. Die Überflutung der Notstromgeneratoren und damit der Ausfall der Kühlwasserpumpen wäre so oder so passiert. Denn für einen Tsunami dieser Größe waren weder die Schutzmauern im Meer noch das Kernkraftwerk in seiner Lage und seinem Aufbau ausgelegt.

Frühere Tsunami-Ereignisse wurden übersehen

Man hatte bei der Planung des in den frühen 70er-Jahren errichteten Kraftwerks seismische Daten von rund 120 Jahren herangezogen. Nie hatte es während dessen in diesem Küstenbereich Beben mit größerer Magnitude als acht und folglich an der Küste auch keine Tsunamis gegeben, die höher als bis fünf Meter waren. Gegen solche kleineren Wellen rüstete man sich mit einem Mauerwerk im Meer. Dieses wurde 2002 sogar auf knapp sechs Meter erhöht.

Dass 2008 eine Studie publiziert werden sollte, nach der entfernt an der Küste entnommene Bohrkerne bewiesen, dass es wohl im Jahr 869 genau an der Stelle eben doch einen Riesentsunami gegeben haben musste, konnten die Planer nicht wissen. Allerdings hätte man vielleicht später nachrüsten können. Nur hat die Studie damals kaum jemand zur Kenntnis genommen.

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Nicht so verzeihlich findet Tilmann jedoch die Tatsache, dass bei der Planung der gut dokumentierte Fall eines Riesentsunami im Jahre 1896 etwas weiter nördlich entlang der Küste nicht genügend gewürdigt wurde. Auch damals hatte das unterseeische Erdbeben die Magnitude achteinhalb. Es fand aber im tiefen Meer statt und bewegte relativ weiche Erdschichten. Das Beben konnte so eine gewaltige Wassersäule in Bewegung versetzen und viel Unheil auslösen.

Warum haben die Gutachter diesem Ereignis nicht genügend Beachtung geschenkt? Der Seismologe Tilmann kann dazu nichts sagen. Man kann dazu allenfalls Vermutungen anstellen. Vielleicht wurde den Japanern sogar ihre Gewöhnung an Erdbeben zum Verhängnis.

Ein Satellitenfoto zeigt das Atomkraftwerk Fukushima I wenige Sekonden nach einer Explosion in Reaktor 3, aufgenommen am 14.03.2011. Quelle: dpa/digitalglobe

Japan liegt auf dem sogenannten pazifischen Feuerring. Bei dem Inselstaat entladen sich mit schöner Regelmäßigkeit die Energien von gleich vier aneinander reibenden tektonischen Platten. Wenn man mit deren allgemeinen Gefahr zu leben gelernt hat, denkt man nicht an jede abwegige Eventualität. Im Nachhinein ist aber klar, dass der Bau mit seinen relativ niedrig gelegenen Generatoren an dieser Stelle so eigentlich nicht hätte stattfinden dürfen. Das 130 Kilometer östlich der nördlichen Hafenstadt Sendai im Meer gelegene Epizentrum des Tohoku-Bebens erzeugte eine Welle, die mit fast 15 Metern Höhe über das Kraftwerk hereinbrach.

Dass andererseits trotz der Risiken Kraftwerke an der Küste Japans grundsätzlich möglich sein könnten, darauf deutet das Schicksal benachbarter Reaktoren hin. Auch diese wurden teilweise beschädigt, aber dort legte die Riesenwelle vom März 2011 nicht gleich alle Kühlungspumpen zugleich lahm. Eine größere Katastrophe blieb beispielsweise im südlicher gelegenen Fukushima Daini aus.

In einer Hinsicht hat Japan aus der Katastrophe aber Lehren gezogen. Es hat jetzt auch in tiefer See vor der Küste spezielle seismologische Anlagen für Tsunamis installiert, die auch auf Wasserdruck reagieren und daher die Magnitude eines unterseeischen Bebens und die Größe des ausgelösten Tsunamis schneller und genauer bestimmen können. Besonders für die dafür verlegten Glasfaserkabel ließ sich Japan eine Unmenge kosten. Ähnliche Systeme gab es zwar vereinzelt schon, wurde nach Fukushima aber bedeutend ausgebaut.

Neue Überwachungssysteme für mehr Sicherheit

„Das System ist weltweit einzigartig“, lobt Seismologe Frederik Tilmann. Zumindest Menschenleben könnten damit dank präzisere Warnungen in Zukunft sicher gerettet werden. Über eine höhere Sicherheit für Reaktoren sagt das genauere System aber noch nichts aus.

Tatsächlich, so betont es die Japanologin Verena Blechinger-Talcott von der Freien Universität (FU) Berlin, wird der 11. März 2011 in Japan auch ganz anders wahrgenommen als bei uns. Sehr wohl werde er als eine Art nationaler Trauertag begangen und rund um das Datum seien Bilder von der Katastrophe omnipräsent. Aber es gehe dabei um die Opfer der Flutwelle. Über die Atomkatastrophe werde dagegen viel weniger berichtet. „Das ist genau umgekehrt wie in Deutschland“, sagt Blechinger-Talcott.

Immerhin: Nach der Katastrophe wurden alle Atomkraftwerke abgeschaltet, und ein neues, sehr gründliches und langwieriges Prüfsystem auf den Weg gebracht, bevor ein Reaktor wieder ans Netz gehen kann. „Bis heute sind nur wenige Reaktoren wieder am Netz“, sagt Blechinger-Talcott. Ein Großteil der 54 Atomreaktoren, die vor 2011 in Japan am Netz waren, seien immer noch abgeschaltet. Trotzdem soll ein größerer Teil bis 2025 wieder ans Netz gehen.

Es gebe zwar auch in Japan die Suche nach alternativen Energiequellen. So will Japan bis 2030 die Hälfte seiner Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen. Die ganz große Energiewende nach deutschem Vorbild sieht Blechinger-Talcott aber gerade für die großen Metropolen trotzdem nicht. „Mehr Energie als in die Entwicklung erneuerbarer Energien ist bislang eher in die Produktion energiesparender Geräte geflossen“, so die Japanologin.

Von Rüdiger Braun