Am 11. Februar 2020 surfte die Brasilianerin Maya Gabeira vor der Küste von Nazaré, Portugal, eine Welle, die 73,5 Fuß hoch war. Das war nicht nur die größte Welle, die jemals von einer Frau gesurft wurde, sondern auch die größte Welle, die in der Wintersurfsaison 2019-2020 von irgendjemandem gesurft wurde – das erste Mal, dass eine Frau die größte Welle des Jahres geritten hat.

Als weibliche Surferin – wenn auch mit zweifelhaften Fähigkeiten – hat mich diese Nachricht wirklich begeistert. Ich finde es toll, wenn weibliche Athleten Dinge erreichen, die normalerweise nur Männer in die Schlagzeilen bringen. Aber ich bin auch Ozeanograph und Klimawissenschaftler an der Brandeis University. Gabeiras Leistung hat mich dazu gebracht, nicht nur über die Surfer, die sie reiten, sondern auch über die Wellen selbst nachzudenken.

Warum sind manche Wellen so groß?

Wellen beginnen mit einem Sturm

Denken Sie ein paar Sekunden darüber nach, was passiert, wenn Sie einen Stein in einen ruhigen Teich werfen. Er erzeugt einen Ring von Wellen – Vertiefungen und Erhöhungen der Wasseroberfläche -, die sich vom Zentrum ausbreiten.

Wellen im Ozean verhalten sich ähnlich. In seltenen Fällen können Erdbeben und Erdrutsche Wellen erzeugen, aber normalerweise werden Wellen durch Wind erzeugt. Im Allgemeinen werden die größten und stärksten durch Wind erzeugten Wellen durch starke Stürme erzeugt, die über einen längeren Zeitraum über ein großes Gebiet hinweg wehen.

Die Wellen, auf denen Surfer reiten, entstehen in weit entfernten Stürmen weit über den Ozean hinweg. So wurde die Welle, die Gabeira in Nazaré surfte, wahrscheinlich von einem Sturm erzeugt, der einige Tage zuvor irgendwo zwischen Grönland und Neufundland tobte. Die Wellen innerhalb eines Sturms sind in der Regel ungeordnet und chaotisch, aber sie werden geordneter, wenn sie sich vom Sturm weg ausbreiten und die schnelleren Wellen die langsameren Wellen überholen.

Durch diese Ordnung der Wellen entsteht eine „Dünung“, d. h. regelmäßig verteilte Wellenlinien. Bei der Beschreibung einer Dünung sind Ozeanographen und Surfer im Allgemeinen an drei Merkmalen interessiert. Erstens, die Höhe – wie hoch eine Welle von unten nach oben ist. Dann die Wellenlänge – der Abstand zwischen der Spitze einer Welle und der Spitze der nachfolgenden Welle. Und schließlich die Periode – die Zeit, die zwei aufeinanderfolgende Wellen brauchen, um einen festen Ort zu erreichen.

Der Meeresboden steuert die Wellen

Wellen sitzen nicht nur oben auf dem Meer. Ihre Energie reicht weit unter die Oberfläche, manchmal bis zu 500 Fuß tief. Wenn sich die Wellen in flacheres Wasser in Küstennähe bewegen, beginnen sie den Meeresboden zu „spüren“. Wenn der Boden an den Wellen zieht und schleift, werden sie langsamer, rücken enger zusammen und werden höher.

Wenn sich die Wellen auf das Ufer zubewegen, wird das Wasser immer flacher und die Wellen werden immer größer, bis sie schließlich instabil werden und die Welle „bricht“, wenn der Kamm zum Ufer hin überläuft.

Wenn sich eine Dünung durch den Ozean bewegt, sind die Wellen alle mehr oder weniger gleich groß. Aber wenn die Dünung auf eine Küste trifft, können die Wellen an einem Strand um ein Vielfaches größer sein als an einem anderen Strand, der nur eine Meile entfernt ist. Warum brechen also nicht an allen Stränden große Wellen? Warum gibt es einige Orte wie Nazaré in Portugal, Mavericks in Kalifornien und Jaws auf Maui, die für ihre großen Wellen berüchtigt sind?

Es kommt darauf an, was sich auf dem Grund des Ozeans befindet.

Die meisten Küsten haben keinen glatten, gleichmäßig abfallenden Boden, der sich von der Tiefsee bis zur Küste erstreckt. Es gibt Riffe, Sandbänke und Canyons, die das Unterwasserterrain formen. Die Form und Tiefe des Meeresbodens wird als Bathymetrie bezeichnet.

Genauso wie Licht- und Schallwellen sich biegen, wenn sie auf etwas treffen oder ihre Geschwindigkeit ändern – ein Prozess, der als Brechung bezeichnet wird -, tun dies auch die Meereswellen. Wenn die flache Bathymetrie einen Teil einer Welle verlangsamt, führt dies zur Brechung der Wellen. Ähnlich wie ein Vergrößerungsglas das Licht biegen kann, um es auf einen hellen Punkt zu fokussieren, können Riffe, Sandbänke und Canyons die Wellenenergie auf einen einzigen Punkt an der Küste konzentrieren.

Das ist es, was in Nazaré passiert und riesige Wellen erzeugt. Von der Küste aus erstreckt sich ein Unterwasser-Canyon, der von einem alten Fluss ausgehöhlt wurde, als der Meeresspiegel viel niedriger war als heute. Wenn sich die Wellen über diesen Canyon in Richtung Küste ausbreiten, wirkt er wie ein Vergrößerungsglas und bricht die Wellen in der Mitte des Canyons. Diese Bündelung der Wellen durch den Nazaré-Canyon trägt dazu bei, dass die größten surfbaren Wellen der Welt entstehen.

Wenn Sie das nächste Mal von jemandem wie Maya Gabeira hören, der in Nazaré eine rekordverdächtige Welle gesurft hat, denken Sie an die weit entfernten Stürme und die einzigartige Bathymetrie unter Wasser, die für die Entstehung solch großer Wellen unerlässlich sind. Die Welle, die sie ritt, hatte eine lange Reise hinter sich, und an ihrem krachenden Ende wurde ihr ein Denkmal gesetzt, als sie von ihrem Scheitelpunkt abhob und die riesige, steile Wand hinunterrutschte.