21 Stunden Riesenwellen: Ein echtes Salzwiesen-Watt verlor nur 7 Millimeter

21 Stunden Riesenwellen: Ein echtes Salzwiesen-Watt verlor nur 7 Millimeter

WissenschaftKlima

Quellen:Nature + UTwente + ScienceAlert

Wer ans Meer fährt, blickt meist auf brechende Wellen oder weiße Sandstrände. Kaum jemand schenkt dem schlammigen Grasland vor den Deichen Beachtung: Bei Flut steht es unter Wasser, bei Ebbe versinkt man im klebrigen Schlick, und jeder Schritt wird zur Rutschpartie. Doch dieses Gelände hat einen festen Namen: Salzwiese (Salt Marsh – grasbewachsenes Wattland an der Küste, das täglich ein- bis zweimal von den Gezeiten überspült wird).

Im Herbst 2023 grub ein niederländisches Forschungsteam ein solches Areal mitsamt Boden aus: 306 Quadratmeter, etwa drei Viertel eines Basketballfeldes, verladen in geschlossene Lastwagen und in einen 300 Meter langen künstlichen Wellenkanal transportiert. Anschließend setzten sie die Fläche 21 Stunden lang ununterbrochen zwei Meter hohen Wellen aus.

Am 21. Oktober wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Kernaussage lässt sich in einer einzigen verblüffenden Zahl zusammenfassen: Nach 21 Stunden unerbittlicher Riesenwellen hatte sich die Oberfläche dieses aus Schlick und Gras bestehenden Wattes im Durchschnitt um gerade einmal 7 Millimeter gesenkt.

Der weltgrößte Wellenkanal schluckt ein ganzes Stück Küste

Die Anlage hinter diesem Experiment ist der Delta Flume in Delft (Niederlande), der weltgrößte künstliche Wellenkanal. Mit einer Länge von 300 Metern – fast drei hintereinandergelegte Fußballfelder – und einer Tiefe von 9,5 Metern (etwa drei Stockwerke) drückt ein kolbenartiges Wellenschild das Wasser mit gewaltiger Kraft vor und zurück. So entstehen bis zu fünf Meter hohe künstliche Brecher. Die Länge von 300 Metern ist wohlüberlegt: Wellen brauchen eine ausreichend lange Anlaufstrecke, um von kleinen Kräuselungen zu vollwertigen Sturmbrechern heranzuwachsen.

Verpflanzung der wilden Salzwiese in den Delta Flume Abbildung: Im Delta Flume installierte intakte Salzwiesenblöcke – Schlick und Gräser wurden lebend und mitsamt Originalboden aus der Natur entnommen. Quelle: Guus Schoonewille / Deltares

Warum betrieb das Team diesen extremen Aufwand? Die wellendämpfende Wirkung einer Salzwiese beruht auf unzähligen feinen Wechselwirkungen zwischen Schlick, Wurzelgeflecht, Halmen und Blattwerk. Computermodelle können ein solches flexibles, lebendiges System nicht präzise genug abbilden. Wer verlässliche Antworten wollte, musste das echte Watt in den Kanal holen.

Zwischen September und Oktober 2023 reiste das Team in das Naturschutzgebiet Peazemerlannen im Wattenmeer (UNESCO-Weltnaturerbe entlang der Küsten der Niederlande, Deutschlands und Dänemarks). Wie bei einer riesigen Torte stachen sie die Salzwiese mitsamt Wurzeln und Schlick in Blöcken aus. Jeder Block reichte 0,4 bis 0,7 Meter tief in den gewachsenen Boden und wog zwischen 3 und 6 Tonnen – vergleichbar mit einem ausgewachsenen asiatischen Elefanten. Geschlossene Lastwagen transportierten diese lebende Fracht über 250 Kilometer nach Delft, wo die Blöcke am Grund des Kanals zu einer lückenlosen, 306 Quadratmeter großen Plattform zusammengesetzt wurden.

Vom Freiland-Aushub bis zum Testbetrieb im Wellenkanal Abbildung: Der dreistufige Ablauf – Blockaushub im Freiland (a), Zwischenlagerung am Kanalrand (b) und gefluteter Großversuch (c), bei dem Wurzelsystem und Boden dauerhaft lebendig blieben. Quelle: Willemsen et al., Nature, 2026

21 Stunden Sturmwellen: Nur 7 Millimeter Abtrag

Die Forschenden begannen nicht direkt mit der Maximallast. Sie starteten mit Wellen von 0,75 Metern Höhe und steigerten die Intensität schrittweise bis auf 2 Meter – Brecher, die einen Erwachsenen um 30 bis 40 Zentimeter überragen und für diese Umgebung einer statistischen Jahrtausendflut nahekommen. Über verschiedene Testserien hinweg schlugen die Wellen rund 21 Stunden lang direkt auf das Watt ein; der gesamte Versuchsablauf dauerte knapp 29 Stunden. Ein schwerer Nordseesturm wütet üblicherweise etwa einen halben Tag lang; das Experiment mutete der Salzwiese somit zwei bis drei schwere Stürme hintereinander ohne jede Pause zu.

Das Ergebnis ist die eingangs erwähnte Zahl: Die Wattoberfläche sank im Durchschnitt um lediglich 7 Millimeter ab – dünner als vier aufeinandergelegte Ein-Euro-Münzen. Man muss sich vor Augen halten, dass dieser Boden aus weichem Wattsilik und Gräsern besteht, der unter ständiger Strömung eigentlich schichtweise abgetragen werden müsste. Zwei Meter hohe Brecher schabten nach 21 Stunden Dauerbeschuss kaum mehr als die Dicke einer Fingerkuppe ab.

Massive Wellen im Delta Flume Abbildung: Das Wellenschild erzeugt gewaltige Brecher, die durch den Kanal auf den Testabschnitt zurasen. Quelle: Deltares

Erstautor Pim Willemsen erklärte im Interview: “Es zeigt, dass Vegetation unter einer Vielzahl von Bedingungen zur Wellendämpfung beitragen kann. Die Wiese erwies sich als noch widerstandsfähiger als von uns erwartet.” Koautorin Victoria Mason vom Königlichen Niederländischen Institut für Meeresforschung (NIOZ) ergänzte: “Die Salzwiesenpflanzen hielten den Wellen stand und knickten überraschend wenig um.”

Je höher die Wellen, desto geringer der relative Pflanzenbeitrag

Die Pflanzen dämpfen die Wellenenergie messbar, doch ihr relativer Anteil sinkt mit steigender Wellenhöhe. Bei 0,75 Meter Wellenhöhe fingen Halme und Blätter zusätzlich 6 bis 22 Prozent der Wellenenergie im Vergleich zu unbewachsenem Schlick auf. Bei 2 Meter hohen Wellen sank dieser vegetative Zusatzbeitrag auf maximal 6 Prozent. Eine Hochrechnung auf weltweite Küstenlinien ergab ein stimmiges Muster: An ruhigeren Küsten mit Wellen unter 1 Meter dämpft die Vegetation meist mehr als 10 und bis zu 50 Prozent der Wellenenergie. Sobald die Wellenhöhe 1 Meter übersteigt, pendelt sich der zusätzliche Dämpfungseffekt unter 10 Prozent ein.

Diese Zahlen stecken das eigentliche Einsatzgebiet von Salzwiesen ab: Die allermeisten Küsten der Welt sind die meiste Zeit des Jahres Wellen von unter einem Meter ausgesetzt – genau in diesem Bereich arbeitet die Pflanzendecke am effektivsten. Trifft dann doch ein Jahrhundertsturm auf die Küste, können die Gräser die Riesenwellen zwar nicht vollständig brechen, doch die entscheidende Stärke liegt woanders: Das System kollabiert nicht. Zwar riss die erste Wellenserie rund ein Drittel der oberirdischen Biomasse ab, doch nach allen 21 Stunden lag der Verlust im Schnitt weiterhin bei nur etwa 30 Prozent, während die Halmlängen um 47 Prozent verkürzt wurden. Die dichten Wurzeln hielten den Boden fest. Ist der Sturm vorüber, wächst das Gras einfach nach.

Betondeiche bekommen Risse und erfordern teure Sanierungen; abgeknickte Gräser regenerieren sich von selbst. Das sind zwei grundlegend verschiedene Erhaltungsphilosophien und Kostenstrukturen.

Die Niederlande sparen bereits Millionen Euro

Der ingenieurtechnische Nutzen dieses Experiments hat sich in der Praxis bereits ausgezahlt. Bei der Deichverstärkung zwischen Koehool und Lauwersmeer im Norden der Niederlande sahen die bisherigen Standards vor, das Deckwerk auf der Seeseite des Deiches – die schützende Panzerung aus Betonblöcken oder Bruchsteinen – komplett zu erneuern. Nachdem nachgewiesen wurde, dass die vorgelagerten Salzwiesen die Wellenlast drastisch reduzieren, stellte sich heraus, dass Teile des Deckwerks nicht erneuert werden mussten oder für geringere Belastungsklassen ausgelegt werden konnten. Das sparte mehrere Millionen Euro.

Bas Borsje, außerordentlicher Professor für naturbasierten Hochwasserschutz an der Universität Twente und korrespondierender Autor der Studie, brachte es auf den Punkt: “Bisher flossen Salzwiesen bei der Sicherheitsbewertung eines Deiches so gut wie gar nicht in die Berechnungen ein. Nun können wir beginnen, Salzwiese und Deich als ein zusammenhängendes Gesamtsystem zu planen.”

Mehrere Millionen Euro sind eine greifbare Summe. Ökologische Schutzprojekte werden von Bauingenieuren oft skeptisch beäugt und als “gut gemeint, aber statisch unzuverlässig” abgetan. Doch hier, in den Niederlanden – wo ein Viertel des Landes unter dem Meeresspiegel liegt und der Küstenschutz weltweit führend ist –, passten Ingenieure ihre offiziellen Baustandards an. Die Schutzfunktion der Salzwiese ist damit handfest in den Haushaltsbüchern verankert.

Beton wächst nicht mit – Salzwiesen schon

Salzwiesen besitzen einen weiteren entscheidenden Vorzug gegenüber Betonbauwerken: Sie wachsen mit. Der Schlick, den die Flut heranträgt, setzt sich zwischen den Halmen ab und hebt das Bodenniveau Jahr für Jahr allmählich an. Bei ausreichendem Raum und Sedimentangebot können sie theoretisch mit dem Meeresspiegelanstieg Schritt halten. Gleichzeitig dient dasselbe Watt als Kinderstube für Fische, Krebse und Garnelen sowie als hocheffiziente Kohlenstoffsenke, die organisches Material tief im Schlamm festlegt. Eine einzige Schutzlinie erfüllt damit gleich mehrere Funktionen.

Die Kehrseite: Dieser Lebensraum schwindet rasant. Zwischen 2000 und 2019 gingen weltweit 719 Quadratkilometer Salzwiesen verloren – eine Fläche, die fast der gesamten Landesfläche Singapurs entspricht. Mit jeder verlorenen Wiese verschwindet ein kostenloser, sich selbst erhaltender und mitwachsender Schutzwall.

Die wichtigste Erkenntnis dieser Studie liegt in einer unscheinbaren Zahl: Zwei Meter hohe Riesenwellen donnerten 21 Stunden lang auf eine 306 Quadratmeter große lebende Salzwiese ein – und die Oberfläche verlor gerade einmal 7 Millimeter. Wer das nächste Mal am Deich spazieren geht, sollte einen Blick auf das schlickige Grasland davor werfen: Es ist ein lebender Schutzwall, der kein Betonwerk und keinen Wartungsvertrag braucht, sondern schlicht nicht zubetoniert werden darf.

Weiterführende Quellen:

  • Nature News: Salzwiese in den weltgrößten Wellenkanal verpflanzt
  • Willemsen et al., Forschungsartikel in Nature
  • Pressemitteilung der Universität Twente (UTwente): Salzwiesen als starke Verbündete für klimaresistente Küsten
  • ScienceAlert-Bericht: Forschende pflanzten 306 Quadratmeter wilde Salzwiese in den weltgrößten Wellenkanal