Seismische Überwachung der Oktober 2023 Sturmflut entlang der Ostseeküste

Seismische Wellen, die durch die Interaktion von Ozeanwellen mit dem Meeresboden erzeugt werden, bezeichnet man als Meeresmikroseimik. Erste Untersuchungen gehen auf die 1950er Jahre zurück. Ozeanwellen und seismische Wellen korrelieren nicht nur auf saisonaler oder jährlicher Skala, sondern auch auf täglichen Zeitskalen, insbesondere während Extremwetterereignissen. Die stärksten Signale werden bei Perioden kleiner als zehn Sekunden erzeugt und entstehen durch turbulente Wellenbewegung. Sie werden als sekundäre Meeresmikroseismik bezeichnet und häufig mit maritimer Sturmaktivität in Verbindung gebracht. Sekundäre Meeresmikroseismik kann im offenen Ozean durch interferierende Wellen oder in Küstennähe entstehen. In dieser Arbeit zeigen wir, dass Meeresmikroseismik geeignet ist, um lokale Wasserwellenbewegung in Küstennähe während Extremwetterereignissen, wie z.B. der Ostseesturmflut im Oktober 2023 zu überwachen. Dazu benutzen wir Daten von sieben 3-Komponenten Breitbandseismometer an verschiedenen Standorten der deutschen Ostseeküste, sowie Daten von Infraschallstationen in Kühlungsborn (IKUDE) um sekundäre Meeresmikroseismik und atmosphärische Druckschwankungen während der Sturmflut zu untersuchen. Die seismischen Daten zeigen deutliche Unterschiede bei Signalen im Periodenbereich sekundärer Meeresmikroseismik an drei küstennahen Standorten entlang der Ostseeküste. Diese korrelieren mit der halben maximalen Wellenperiode, die lokal an den jeweiligen Standorten in unmittelbarer Küstennähe gemessen wurde. Die Infraschall-Daten zeigen zusätzliche Rauschquellen, wie z.B. durch nahegelegene Windparks, anthropogene Einflüsse oder Mikrobarome aus dem Nordatlantik und möglicherweise aus der Nordsee, die über die Atmosphäre übertragen und nicht in den seismischen Daten erkennbar sind und umgekehrt. Dementsprechend können wir die seismischen Signale, die während der Ostseesturmflut im Oktober 2023 gemessen wurden auf Meeresmikroseismik, die über die feste Erde und nicht über die Atmosphäre übertragen, zurückführen. Die gemessenen Amplituden sekundärer Meeresmikroseismik der Ostsee nimmt zudem mit zunehmender Entfernung zur Küste ab. Diese Abnahme können wir nutzen, um einen Einflussbereich zu bestimmen, in welchem lokal generierte Meeresmikroseismik erzeugt wird. Um eine seismische Überwachung von Küstengebieten in der Ostsee zu gewährleisten und Meeresmikroseismik zu messen, sollten Seismometer keine größere Entfernung als 25-30 km zur Küste besitzen.