Heftige Küstenstürme hinterlassen bekanntlich erschreckende Verwüstungen und drängen oft die Strandlinie deutlich zurück. Doch langfristig könnten die Extremwetter-Ereignisse einige Sandstrände vor dem Anstieg des Meeresspiegels schützen, geht aus einer Studie hervor: Die Forscher zeigen anhand von drei Beispielen auf, dass die Naturgewalten zu einem erheblichen Nettogewinn an Material führen können, indem sie Sand aus der Tiefe herbeischaffen. Dieser Effekt sollte nun bei Einschätzungen zur Entwicklung der Küsten im Rahmen des Klimawandels berücksichtigt werden, sagen die Wissenschaftler.

Eine schleichende Sintflut bedroht die Welt: Die Klimaerwärmung lässt die Eismassen der Erde schmelzen und treibt damit den Meeresspiegel langsam in die Höhe. Dadurch sind viele niedrig gelegene Küstenregionen von Überflutungen und Landverlusten bedroht. Neben dem Kampf gegen den weiteren Klimawandel sind deshalb mittlerweile auch Maßnahmen gefragt, um sich auf diese Entwicklungen einzustellen. Dabei ist eine Schlüsselfrage, wie stark sich bestimmte Küstenlinien verändern könnten. In der Vergangenheit wurde dies anhand eines einfachen Ansatzes geschätzt, der je nach Steilheit der Küste einen bestimmten Rückzug in Abhängigkeit vom Meeresspiegelanstieg voraussagt.

Dem Effekt von Stürmen auf der Spur

Vor allem für die Sandstrände der Welt prophezeite diese sogenannte Bruun-Regel schwere Verluste: Demnach würde der durch den Klimawandel verursachte globale Meeresspiegelanstieg bis zum Ende dieses Jahrhunderts voraussichtlich zu einem starken Rückgang oder Verlust von fast der Hälfte der Sandstrände der Welt führen. „Die Bruun-Regel wurde jedoch für ihre Einfachheit kritisiert, da sie die vielen komplexen Faktoren nicht berücksichtigt, mit denen bestimmte Strände auf den Meeresspiegelanstieg reagieren. Dazu gehört auch das Vorhandensein von Sand, der in tieferen Bereichen unmittelbar vor der Küste gelagert ist – und sein Potenzial, bei extremen Wetterereignissen mobilisiert zu werden“, sagt Gerd Masselink von der University of Plymouth. Diesem möglichen Effekt sind er und seine Kollegen nun gezielt nachgegangen.

Sie haben dazu drei sandige Küstenabschnitte in Australien, dem Vereinigten Königreich und Mexiko untersucht. Jeder dieser Bereiche war im Untersuchungszeitraum einer Abfolge von extremen Stürmen ausgesetzt, gefolgt von einer milderen Erholungsphase für die Strände. „Wir wissen, dass extreme Stürme große Küstenerosionen und Schäden an Strandgrundstücken verursachen“, sagt Erstautor Mitchell Harley von der University of New South Wales in Sydney. „Zum ersten Mal haben wir uns aber nicht nur über dem Wasser umgesehen, wo die Auswirkungen extremer Stürme leicht zu erkennen sind, sondern auch tief unter dem Wasser“, so der Forscher. Die Informationen lieferten dabei unter anderem Untersuchungen durch Lidar-Scanner, die mithilfe von Lasermessungen verborgene Strukturen im Wasser aufzeigen. So konnten die Forscher vor und nach den Sturmereignissen die Veränderungen an den Materialansammlungen im Strandsystem erfassen und vergleichen.

Nettogewinne zeichnen sich ab

Wie das Team berichtet, ging aus den Ergebnissen hervor, dass die Stürme in allen drei Fällen zwar einerseits sichtbare Verluste im sichtbaren Bereich des Strandes und den Dünen verursacht haben. Doch dafür gab es einen überproportional großen Ausgleich im Unterwasserbereich des Strandes durch Ablagerungen mobilisierten Materials: „Wir fanden heraus, dass bei solchen Ereignissen Hunderttausende von Kubikmetern Sand in die Strandsysteme gelangten“, sagt Harley. Wie die Forscher erklären, entsprechen diese zusätzlichen Mengen dem Material, das typischerweise bei Schutzmaßnahmen eingesetzt wird, um Strände künstlich aufzuschütten.

Harley zufolge verändert dies damit die Sicht auf die Rolle von extremen Stürmen. Denn die durch sie verursachten Sedimentzuwächse könnten an einigen Küsten demnach ausreichen, um Jahrzehnte des prognostizierten Rückgangs der Küstenlinie auszugleichen. „Es zeichnet sich ab, dass extreme Wellen potenziell positiv zum Gesamtsandbudget des Materials beitragen können, obwohl sie eine Erosion des oberen Strandes und der Dünen verursachen“, sagt Masselink. Diese Effekte der starken Stürme sollten deshalb nun auch bei langfristigen Projektionen von Sedimentbewegungen an Stränden berücksichtigt werden. „Es wird allerdings deutlich, dass wir Strand für Strand untersuchen müssen, um zu verstehen, wie sich sandige Küsten bei einem weiteren Anstieg des globalen Meeresspiegels verändern werden“, sagt Harley.

Somit zeichnet sich nun weiterer Forschungsbedarf ab: „Wir kratzen mit unseren Ergebnissen bisher nur an der Oberfläche. Wir müssen diese Art von Überwachungsmessungen für mehr Stürme und verschiedene Arten von Küstenumgebungen unter verschiedenen Bedingungen wiederholen“, sagt Harley. „Erst dann werden wir in der Lage sein, besser zu verstehen, wie viel Sand vor den Küsten gespeichert ist, der möglicherweise dazu beitragen könnte, die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs auszugleichen. So könnten wir letztlich zu einem klareren Bild davon kommen, wie unsere Strände im Jahr 2100 und darüber hinaus aussehen könnten“, so Harley.

Quelle: University of New South Wales, Fachartikel: Nature Communications, doi: 10.1038/s43247-022-00437-2

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