Neue Studie zur Calderabildung am Hunga-Tonga-Hunga-Haʻapai zeigt, dass der Calderaboden um 1000 m absackte, was den gewaltigen Tsunami auslöste
Der gewaltige Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga-Hunga Haʻapai, der im Januar 2022 die Welt erschütterte, hat den Meeresboden deutlich stärker verändert als bislang angenommen. Eine jetzt in Nature Geoscience veröffentlichte Studie zeigt, dass die Caldera während der Eruption einen Kilometer tief absank. Gleichzeitig liefern neue Untersuchungen wichtige Hinweise darauf, wie der dadurch ausgelöste Tsunami entstand, während gewaltge submarine Dichteströme ausgelöst wurden.
Vor dem Ausbruch lag der Boden der etwa 4,5 Kilometer breiten Caldera nur ca. 150 Meter unter dem Meeresspiegel. Mehrfach durchgeführte hochauflösende Vermessungen des Meeresbodens mit Hilfe des Multibeam-Echolots zeigen, dass sich die zentrale Vertiefung nach der Eruption bis auf etwa 850 Meter unter den Meeresspiegel absenkte. Die eigentliche strukturelle Absenkung war sogar noch größer: Unter einer nachträglich abgelagerten Füllung liegt der eigentliche Caldera-Boden im Durchschnitt 150 Meter tiefer. An einigen Stellen wurden größere Absenkungen und mächtigere Füllungen kartiert. Die Forscher um M. Ribó, S. J. Cronin und S-H. Park rekonstruieren daraus einen vertikalen Einbruch des Calderabodens von ungefähr 800 bis 1.100 Metern, mit einem Durchschnittswert von einem Kilometer.
Insgesamt wurden während des Ereignisses die unvorstellbar große Menge von 8,9 Kubikkilometern Material verlagert. Rund 6,85 Kubikkilometer davon führen die Wissenschaftler direkt auf den Kollaps der Caldera zurück. Der übrige Anteil wurde vor allem durch gewaltige vulkanische Dichteströme und Erosion umgelagert. Terrassenartige Strukturen an den Calderarändern deuten darauf hin, dass sich der Einbruch entlang ringförmiger Bruchzonen vollzog. Die Caldera sank dabei offenbar teilweise wie ein großer Block nach unten.
Kollaps, nicht die Explosion verursachte die größten Tsunamis
Der Kollaps war zugleich das entscheidende Momentum für die Generierung des Tsunamis. Eine zweite aktuelle Studie kommt zu dem Schluss, dass die größte Tsunamiwelle nicht unmittelbar mit den ersten gewaltigen Explosionen entstand, sondern erst mit der ersten Phase des Caldera-Einbruchs, der gut eine Stunde nach den weltweit registrierten Explosionssignalen einsetzte. Aus den geophysikalischen Daten lassen sich mindestens zwei Phasen plötzlicher Absenkung ableiten.
Das erklärt, warum der Tsunami außergewöhnlich groß ausfiel. Beim abrupten Absinken des Vulkangebäudes wurde eine enorme Wassermenge verdrängt und in Bewegung gesetzt. An Inseln in einem Umkreis von etwa 100 Kilometern wurden Run-ups von 18 bis 40 Metern dokumentiert. Der Begriff „Run-up“ beschreibt die Maximalhöhe, die das Wasser an Land aufläuft und kann wesentlich höher sein als die eigentliche Wellenhöhe. Manche flach gelegene Insel wurde quasi von den Wassermassen überrollt. Die Kombination aus explosiver Eruption und anschließendem, sehr schnell verlaufenden Caldera-Kollaps machte Hunga-Tonga-Haʻapai damit zu einem außergewöhnlichen Tsunami-Generator.
Mächtige Unterwasser-Dichteströme
Eine dritte Studie zeigt, wie massiv die Eruption den Meeresboden veränderte. Mehr als 6,5 Kubikkilometer pyroklastisches Material gelangten während der Eruption auf die Unterwasserhänge. Daraus entstanden extrem schnelle vulkanische Dichteströme, die sich in mehrere Richtungen ausbreiteten. Früh während der Eruption erreichten sie Geschwindigkeiten von bis zu 122 km/h und konnten ihre hohe Dichte über Entfernungen von mehr als 100 Kilometern aufrechterhalten.
Die Ströme veränderten nicht nur die Topografie des Meeresbodens, sondern zerstörten auch mehr als 100 Kilometer Unterseekabel und unterbrachen damit die internationale Internetverbindung Tongas. Die neuen Untersuchungen zeigen somit, dass die Folgen der Eruption weit über die spektakuläre Explosion und ihre sichtbare Aschewolke hinausgingen, die mit 58 Kilometern Rekordhöhe erreichte.
Von besonderer Bedeutung ist schließlich eine mögliche Konsequenz für die Tsunami-Frühwarnung, die sich aus den neuen Erkenntnissen ergibt. Die Forscher identifizierten charakteristische hydroakustische T-Wellen, die sich wesentlich schneller ausbreiten als ein Tsunami. Solche Signale könnten bei zukünftigen submarinen Eruptionen dabei helfen, einen plötzlich einsetzenden Caldera-Kollaps frühzeitig zu erkennen. Hunga-Tonga-Ha’apai hat damit nicht nur einen außergewöhnlichen Einblick in die Dynamik submariner Vulkane geliefert, sondern auch gezeigt, dass ein scheinbar zeitlich verzögerter Caldera-Einbruch innerhalb kürzester Zeit einen zerstörerischen Tsunami erzeugen kann.
Verwendete Quellen:
- Ribó, M., Cronin, S. J. & Kula, T. (2026): Rapid submarine caldera collapse during the 2022 climactic eruption of Hunga volcano (Tonga). Nature Geoscience, veröffentlicht am 11. September 2026. DOI: 10.1038/s41561-026-02099-7.
- Cronin, S. J. et al. (2026): Delayed submarine caldera subsidence creates extreme tsunami hazard. Science Advances 12, eaed4934, 4. September 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aed4934.
- Clare, M. A. et al. (2026): Far-reaching volcaniclastic density current deposits as evidence of explosive marine eruptions.