Lange galten sie als Seemannsgarn. Heute weiß die Wissenschaft: Riesenwellen sind real, physikalisch erklärbar – und tödlicher als je gedacht.
Eine Wand aus Wasser
Es ist der 22. Februar 2001, kurz nach sechs Uhr morgens. Das Kreuzfahrtschiff Bremen befindet sich auf dem Weg von Südargentinien nach Rio de Janeiro. Kapitän Aye steht hinter dem Panoramafenster der Brücke und blickt auf einen bewegten, aber beherrschbaren Ozean. Dann kommt sie. Tausende Tonnen Wasser erschüttern das Schiff. Unter dem ungeheuren Druck zerbricht das gepanzerte Fensterglas. Alle 26 elektronischen Geräte – Radar, Echolot, Kompass, Satellitennavigation – fallen sofort aus: Kurzschluss. Das Schiff treibt manövrierunfähig auf dem offenen Meer.
Was die Bremen traf, nennen Seeleute einen Kaventsmann, die Wissenschaft spricht von einer „Freak Wave“ oder „Rogue Wave“ – einer Monsterwelle. Monsterwellen, die wie aus dem Nichts auftauchen und Schiffe kentern lassen, galten lange als Seemannsgarn – zu Unrecht, wie sich 1995 zeigte. Damals detektierte ein Lasersensor auf der norwegischen Bohrinsel Draupner eine monströse 25-Meter-Welle. Seitdem ist das Phänomen Gegenstand intensiver Forschung.
Wie normale Wellen entstehen
Um Monsterwellen zu verstehen, muss man zunächst begreifen, wie Wellen überhaupt entstehen. Unter normalen Bedingungen entstehen Wellen, wenn Wind über die Meeresoberfläche weht – ähnlich wie wenn man über eine Tasse Kaffee pustet und kleine Kräuselungen auf der Oberfläche erzeugt. Auf dem Meer können sich diese Kräuselungen mit genügend Zeit und Raum zu großen Wellen entwickeln.
Entscheidend sind dabei drei Faktoren: die Windstärke, die Dauer des Windes und die sogenannte Streichlänge – also die Distanz, über die der Wind ungehindert über das Wasser streichen kann. Der Mechanismus der Wellenentstehung durch Wind ist die Kelvin-Helmholtz-Instabilität. Je länger und stärker der Wind weht, desto mehr Energie überträgt er auf das Wasser, desto größer und mächtiger werden die Wellen.
Ein wichtiges Prinzip: In einer Dünung – dem sogenannten Swell – findet kein Wassertransport statt, sondern die Energie setzt sich in einer Orbitalbahn fort. Setzt man einen Korken auf offener See auf die Wasseroberfläche, so wird dieser weder nach vorne noch nach hinten bewegt, sondern bewegt sich nur auf und ab. Was sich fortbewegt, ist nicht das Wasser selbst, sondern die Energie.
Die drei Wege zur Monsterwelle
Normale Wellen sind berechenbar. Monsterwellen nicht – zumindest scheinbar. Doch die Wissenschaft hat inzwischen mehrere Mechanismen identifiziert, die aus beherrschbarem Seegang eine tödliche Wand aus Wasser machen können.
1. Interferenz: Wenn Wellen sich überlagern
Der wichtigste Mechanismus bei der Entstehung von Monsterwellen ist die Überlagerung mehrerer Wellen, die sogenannte Interferenz. Dabei können Wellen mit bis zu 40 Metern Höhe entstehen.
Das Meer ist kein gleichmäßiges Wellenmuster, sondern ein Gemisch aus zahllosen Wellenzügen unterschiedlicher Länge, Richtung und Geschwindigkeit. Schnelle Wellen können sich auf langsamere addieren. Treffen mehrere Wellenberge gleichzeitig am selben Punkt ein, summieren sich ihre Höhen – und was einzeln harmlos war, wird gemeinsam zur Katastrophe.
Wellen verhalten sich nicht vollkommen brav wie eine Sinuskurve aus dem Physikbuch. Durch die Wechselwirkung mit anderen Wellen und dem eigenen Energieinhalt verzieht sich ihr Profil. Solche nichtlinearen Effekte können laut aktuellen Analysen die Höhe einer ohnehin schon großen Welle um bis zu 20 Prozent weiter nach oben treiben – genug, um aus einer „sehr hohen“ Welle plötzlich eine Monsterwelle zu machen.
2. Energieabsaugung: Die Welle frisst ihre Nachbarn
Entsprechend bestimmten physikalischen Modellen entsteht die Monsterwelle eher zufällig aufgrund von Welleninstabilitäten, indem sie lokal aus ihren umgebenden Wellenzügen Energie absaugt und dadurch viel höher als die umgebenden Wellen werden kann.
Dieses Phänomen erklärt, warum Monsterwellen oft so isoliert und unvermittelt wirken: Während die Riesenwelle immer höher wächst, werden die Wellen um sie herum flacher. Erst wächst die Umgebung, dann bricht die Energie in einem einzelnen Punkt zusammen.
3. Strömungen als Brennglas
Meeresströmungen können Wellen wie ein Brennglas auf einen Punkt fokussieren. Das passiert zum Beispiel im Golfstrom, im Kuroshio vor Japan und im Agulhasstrom vor Südafrika.
Rund um das Kap der Guten Hoffnung trifft der nach Süden ziehende Agulhas-Strom beinahe frontal auf die nordwärts gerichteten Sturmwellen aus der Antarktis. Durch die entgegengesetzten Strömungen nimmt die Wellenlänge ab, die Wellen werden höher und steiler. Die Region gilt als eine der gefährlichsten Schifffahrtsrouten der Welt.
Bei der Entstehung der Monsterwellen spielt auch der Wind eine zentrale Rolle – vor allem, wenn die Windrichtung entgegengesetzt zur Wasserströmung verläuft. Wenn Wind und Strom gegeneinander arbeiten, stauen sich die Wellen, werden kürzer und aufrechter – ein gefährlicher Zustand.
Warum Schiffe kentern
Die Gefahr des Kenterns ist am größten, wenn das Schiff seitlich getroffen wird, weil das Trägheitsmoment der Längsachse am kleinsten und die Angriffsfläche für die Welle maximal ist. Ein seitlich getroffenes Schiff hat kaum eine Chance: Es kippt, bevor die Besatzung reagieren kann.
Ist die Welle gebrochen und das Wasser stürzt frei auf das Schiff, wiegt jeder Kubikmeter eine Tonne – das entspricht dem Aufprall von mehreren Kleinwägen auf der relativ begrenzten Schiffsfläche.
Erschwerend kommt der sogenannte „Vorfall vor dem Vorfall“ hinzu: Das Schiff stürzt vorher häufig kopfüber in ein sehr tiefes Wellental oder prallt gegen eine regelrechte Wasserwand. Die Materialbelastung ist extrem hoch. Viele Schiffe versagen strukturell nicht an der Welle selbst, sondern am Druckunterschied beim Eintauchen in das Wellental davor.
Nicht einmal die robustesten Kriegsschiffe, die dafür konzipiert sind, Artillerieangriffen standzuhalten, sind darauf ausgelegt, einer Wasserwand so hoch wie ein Palast zu begegnen.
Bekannte Tragödien
Die Geschichte der Seefahrt ist gepflastert mit Wrackteilen, die auf Monsterwellen hindeuten. 1934 wurde der Kapitän auf der Brücke der RMS Majestic, dem seinerzeit größten Schiff, von einer Monsterwelle schwer verletzt – die Brücke lag 30 Meter oberhalb der Wasserlinie.
Große Aufmerksamkeit erregte um Weihnachten 1978 der Fall des deutschen LASH-Frachtschiffs München, das mit 28 Mann Besatzung im Atlantik nördlich der Azoren spurlos verschwand. Die Seeamtsverhandlung ergab, dass vermutlich eine Riesenwelle das Schiff zunächst manövrierunfähig machte und dann untergehen ließ. Rückschlüsse auf Wellenhöhe und -energie konnten aufgrund der Deformationen an einem in 20 Meter Höhe angebrachten und später geborgenen Rettungsboot gezogen werden.
Schätzungen zufolge sind Monsterwellen dafür verantwortlich, dass in den vergangenen 20 Jahren 200 Frachter gesunken sind.
Wie häufig sind Monsterwellen wirklich?
Lange ging man davon aus, solche Extremereignisse seien astronomisch selten. Beim Entwurf von Schiffen ging man bis in die 1990er Jahre davon aus, dass Wellen mit einer Höhe von mehr als 15 Metern unmöglich oder zumindest extrem unwahrscheinlich seien. Dies wurde erstmals 1995 durch Messung widerlegt. Inzwischen belegen Satellitenbeobachtungen die Existenz von Monsterwellen mit Höhen von mehr als 30 Metern, die im globalen Maßstab sogar relativ häufig – täglich – auftreten.
Der Rekord lag 2019 bei einer gemessenen 30,2 Meter hohen Welle vor Neufundland.
Wissenschaftler sprechen von regelrechten „Hotspots“ auf den Weltmeeren, wo Wellen und Strömungen aufeinandertreffen – wie die Agulhas-Strömung vor Südafrika oder die Kuroshio-Strömung in der Nähe Japans.
Was die Forschung jetzt weiß
Forschungsteams haben jahrzehntelang Daten aus der rauen Nordsee ausgewertet und kommen einer Antwort erstaunlich nahe. Mit einem neuen Wellenmodell, gepaart mit Künstlicher Intelligenz, zeigt sich: Hinter den berüchtigten Monsterwellen steckt keine Magie – sondern eine brutale, aber nachvollziehbare Kombination bekannter physikalischer Effekte.
Für die Schiffskonstruktion hat sich bereits gezeigt, dass Schiffe weniger leicht kentern, wenn man ihr Heck breiter gestaltet als bisher und es mit der Ladung stärker belastet als den Bug.
Die realistischste Gegenstrategie ist nicht, die Schiffe zu „panzern“, sondern Risikogebiete zu meiden, die Vorhersagen zu verbessern und Besatzungen im korrekten Manövrieren zu schulen. Seeleute werden heute darin trainiert, eine Monsterwelle schräg anzuschneiden – dies soll sowohl die Gefahr des Kenterns als auch des Durchbrechens des Schiffes reduzieren.
Das Meer kennt keine Ausnahmen
Das Meer ist kein berechenbarer Gegner. Es ist ein komplexes, chaotisches System – und manchmal nutzt es seine eigenen Gesetze auf eine Art, die selbst die größten Schiffe der Welt zu Splittern macht. „Es ist keine Magie, sondern Statistik“, erklärt der Forscher Fedele: „Das Meer ist ein komplexes System, und wenn man unter extremen Bedingungen genügend Kilometer zurücklegt, begegnet man früher oder später der Welle, der man nicht begegnen möchte.“
Die gute Nachricht: Die Wissenschaft versteht das Phänomen immer besser. Die schlechte: Vollständig vorhersagen lässt es sich bis heute nicht. Der Kaventsmann lauert dort, wo niemand mit ihm rechnet – und schlägt zu, bevor jemand reagieren kann.
Verwendete Quellen: Spektrum der Wissenschaft, Welt der Physik, Wikipedia (Monsterwelle), wissenschaft.de, t-online, SRF, smartup-news
