VERMESSUNG: So genaue Bilder vom Seegrund gabs noch nie

Der Seegrund des Vierwaldstätter­sees zeigt sich dank eines innovativen Sonarverfahrens von einer bislang unbekannten Seite: Unterseeische Schlammlawinen, Baggerlöcher und andere Strukturen auf dem Grund werden in dreidimensionalen Abbildungen sichtbar – auf den Zentimeter genau. Das eröffnet Perspektiven.

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Moränenwall zwischen dem Gersauer- und dem Vitznauerbecken. (Bild pd)

Moränenwall zwischen dem Gersauer- und dem Vitznauerbecken. (Bild pd)

Fünfzehn Tage lang ist ein Team des ETH-Wasserforschungsinstituts Eawag mit dem Forschungsschiff Thalassa auf dem Vierwaldstättersee hin und her gefahren und hat mit einem speziellen Sonar den Seegrund abgetastet. Küstenstaaten setzen das Verfahren schon länger ein, um den Grund ihrer Meere auf sogenannten bathymetrischen Karten darzustellen. In der Schweiz ist es jetzt aber erstmals zum Einsatz gekommen.

Dank zwei Sendern für das akkustische Signal und vier Empfängern ergeben sich überlappende Abtastsektoren. So können die Seetiefen bis auf wenige Zentimeter genau bestimmt und schliesslich mit dem Computer dreidimensionale Abbildungen des Grundes erzeugt werden. Sogar ein Wrack oder – wie im Urner Reussdelta – die Baggerlöcher des Unterwasserkiesabbaus sind sichtbar.

Vier Meter hoher Tsunami anno 1601
Spannend sind für die Forschenden die Geschichten von Schlammlawinen oder Bergstürzen, deren Spuren nun plötzlich viel deutlicher zu erkennen sind. So ist zum Beispiel südwestlich von Weggis eine fast 6 Kilometer lange und 4 -7 Meter hohe, scharfe Anrisskante einer grossen Rutschung sichtbar. Tiefer im See liegen die Ablagerungen. Diese Rutschung, so weiss man, wurde 1601 von einem Erdbeben ausgelöst und hatte ihrerseits einen Tsunami zur Folge, der mit einer vier Meter hohen Wellenfront über den Vierwaldstättersee gerast ist.

Zwischen Vitznau und Weggis sind die Trümmer eines
grossen Bergsturzes zu erkennen, der vor rund 3000 Jahren von der Rigi in den See gedonnert ist. Die Erhebung südwestlich von Vitznau ist eine Endmoräne aus Schutt, Schotter und Felsblöcken, welche der abschmelzende Reussgletscher am Ende der letzten Kaltzeit vor 15'000 Jahren zurückliess.

Aufspürung von versenkter Munition?
Die neuen Bilder können aber nicht nur Antworten auf Fragen geben, was früher geschah. Sie dienen den Erdbebenforschern und Sedimentologen auch für Prognosen: Wo heute Ablagerungen an steilen Flanken sichtbar sind, könnte beim nächsten Beben der Seegrund ins Rutschen kommen. Oder sie könnten zur Überwachung der Geschiebezufuhr in die Seen genutzt werden. Denn ändert sich mit dem Klimawandel die Wasserführung der Bäche, verändern sich auch Geschiebetransport und Ablagerungen.

Am Reussdelta zeigen die Baggerlöcher, dass die exakten bathymetrischen Aufnahmen auch für eine Überwachung des Kiesabbaus eingesetzt werden könnten. Die Archäologen haben bereits Interesse angemeldet an den Bildern; sie erhoffen sich Hinweise auf frühe Siedlungen, als die Seespiegel noch tiefer lagen. Und das Militär hat angeklopft, ob möglicherweise im See versenkte Munition mit dem neuen Verfahren aufgespürt werden könnte.

Bisherige Messungen 100 Jahre alt
Parallel zur Eawag, die mit der Thalassa auf dem Vierwaldstättersee gefahren ist, hat auch ein Team der Universität Genf am Projekt mitgearbeitet und Teile des Léman-Grundes aufgezeichnet. Die neue Vermessung ist erst ein Pilotprojekt. Es kam dank Unterstützung durch den Geologischen Dienst Norwegens (interferometrischer Sonar auf dem Vierwaldstättersee) und durch die Universität aus dem belgischen Gent (Fächerlot auf dem Genfersee) zu Stande.

Finanziert wurde es unter anderem von swisstopo (Bundesamt für Landestopographie), dem Bundesamt für Umwelt und dem Dempartement für Verteidigung und Bevölkerungsschutz. Dass swisstopo Interesse hat an den Daten, liegt auf der Hand: Die bisher in den Landeskarten eingezeichneten Höhen- bzw. Tiefenlinien in den Seen fussen zumeist auf Lotmessungen, die teils vor hundert Jahren gemacht wurden. Am Beispiel der Moräne vor Vitznau lassen sich Kartenbild und Bathymetrie-Relief gut vergleichen. Die Differenz in der Genauigkeit ist enorm.

scd

Chrüztrichter und Vitznauerbecken des Vierwaldstättersees: Im Nordosten (nordwestlich von Vitznau) sowie entlang des Südrands des Vitznauerbeckens unter der steilen Nordseite des Bürgenstocks liegen diverse Felssturzablagerungen. Am Nordrand des Beckens sind Anrisskanten subaquatischer Rutschungen und auch deren Ablagerungen auf dem Beckengrund zu sehen. Der Anriss der Rutschung, welche durch das Erdbeben in der Zentralschweiz im Jahr 1601 ausgelöst wurde, verläuft von Meggen bis östlich von Weggis über eine Entfernung von rund 6 km. (Bild pd)