Ein Tsunami ist eine Welle oder eine Reihe von Wellen, die durch die vertikale Verschiebung einer Wassersäule verursacht wird. Diese können durch Erdbeben unter dem Meeresboden und heftige Vulkanausbrüche darüber, Erdrutsche über oder unter Wasser oder Meteoriteneinschläge ins Meer entstehen. Tsunamis kratzen Meeresbodensedimente und Wirbellose ab, krachen durch Korallenriffe und zerstören die Küstenvegetation. Während sich Ökosysteme erholen können, können menschliche Eingriffe stören.
Wellenerzeugung und -ausbreitung
Die zerstörerischsten Tsunamis entstehen durch das Aufbrechen der Erdkruste unter dem Meeresboden während eines Erdbebens. Die Kruste unter dem Boden des Indischen und Pazifischen Ozeans besteht beispielsweise aus zahlreichen Kollisionsgrenzen zwischen tektonischen Platten. Der Meeresboden kann nach oben, zur Seite oder nach unten geschoben werden. In allen Fällen verdrängt die Bewegung eine gewaltige Wassermenge, die sich an der Meeresoberfläche wie ein kleiner Höcker von weniger als einem Meter Höhe, aber mit einer Wellenlänge von Hunderten von Kilometern entwickelt. Dieser bewegt sich aus eigener Kraft in alle Richtungen und erreicht in der Tiefsee bei Wassertiefen von bis zu 4,5 km Geschwindigkeiten von bis zu 900 Stundenkilometern. Seine Geschwindigkeit nimmt auf 35 bis 40 km/h (21,8 bis 25 mph) ab, wenn er eine Wassertiefe von 10 Metern (39 Fuß) in Küstennähe erreicht, obwohl seine Höhe fast 10 Meter erreichen kann. Ihre Höhe kann jedoch auf über 30 Meter (100 Fuß) anwachsen, wenn die Welle in einer Bucht oder einem natürlichen Hafen eingeschlossen ist.
Erosion des Meeresbodens
Die Basis einer Tsunamiwelle kann die Topographie des Meeresbodens verändern. Es erodiert Meeresbodensedimente und kann die benthischen – Meeresboden – Ökosysteme auf dem Meeresboden zerstören. Dies sind in der Regel wirbellose Tiere wie Krebstiere, Würmer und Schnecken, die sich durch Sedimente des Meeresbodens graben und diese vermischen. Manchmal können riesige Brocken des Meeresbodens aufgerissen werden. Der Erdbeben-Tsunami im März 2011 in Tohoku, Japan, hat die erodierten Sedimente an anderen Orten als riesige Sanddünen am Meeresboden abgelagert.
Korallenriffe
Korallenriffe sind natürliche Wellenbrecher für eine Tsunamiwelle, die sich in Richtung Küste bewegt. Der indonesische Erdbeben-Tsunami im Dezember 2004 verwüstete Korallenriffe an der Küste des Indischen Ozeans. Spätere Untersuchungen zeigten, dass die Riffe bereits am Sterben waren, weil Fischer Dynamit explodierten oder Zyanidverbindungen ins Meer schütteten, um Fische zu fangen. Vier Jahre nach dem Tsunami regenerierten sich die gesunden Korallen.
Gezeitenumgebungen
Seegraswiesen, Mangrovenwälder, Küstenfeuchtgebiete und die damit verbundene Fisch- und Tierwelt in der Gezeitenzone sind besonders anfällig für Tsunamis. Dies ist der Teil einer Küste, der bei Ebbe der Luft ausgesetzt ist und bei Flut unter Wasser liegt. Vor dem Tsunami 2011 war das Unterwasser-Seegras entlang der nordjapanischen Sendai-Küste bis zur Höhe eines zweistöckigen Gebäudes gewachsen. Masahiro Nakaoka, ein Meeresökologe an der Universität Hokkaido, beobachtete zwei Jahre nach dem Tsunami neue Seegrastriebe und schätzte, dass sie ein Jahrzehnt brauchen, um sich wiederzubeleben. Der Bau neuer Ufermauern und Wellenbrecher als künstliche Tsunami-Barrieren könnte diese Wiederbelebung jedoch behindern. Die Barrieren würden nährstoffreiche Wasserläufe abschneiden, die von den Bergen an Land und ins Meer fließen.
Arteninvasion
Tsunamis können riesige Mengen an Schutt von einer Seite des Ozeans zur anderen tragen. Ein Betonblock aus Misawa, Japan, brauchte 15 Monate, um den Pazifischen Ozean zu überqueren und gegen die Küste von Oregon zu krachen. Algen und andere Organismen, die an diesen Trümmern hafteten, überlebten die Ozeanüberquerung. Diese können neue Gemeinschaften in Oregon etablieren und möglicherweise einheimische Arten verdrängen.