Basiswissen

Als Impaktwelle bezeichnet man Wellen, die als Folge eines Aufschlages eines Körpers auf eine Grenzfläche zweier Medien entstanden ist.^[1] Typischerweise werden dabei größere Impaktereignisse wie Hangrutschungen^[2] oder die Einschläge von Asteroiden betrachtet^[3], wobei die Definition auch kleinere Impakte wie etwa fallende Wassertropfen als Auslöser zulässt.^[4] Abweichend von dieser Definition steht das Wort Impaktwelle, etwa in der Geologie, auch für eine Serie von mehreren Impaktereignissen.^[5]

Wasserwellen als Beispiel

Lässt man feste Gegenstände oder auch Wassertropfen auf die ruhige Oberfläche eines stehenden Gewässers fallen, so kann man den Aufschlag und die daraus entstehenden Wellen mit einer Kamera filmen und anschließend mit Zoom und Zeitlupe näher untersuchen.

Wassertropfen fallen aus 20 bis 30 cm Höhe auf eine Wasseroberfläche.^[6]

Beim Aufschlag entstehen sowohl ein Krater wie auch sekundäre Wassertropfen, die vom Ort des Aufschlags senkrecht nach oben aufsteigen.^[7] Diese mehreren Tropfen fallen dann kurz darauf wieder zurück auf die Wasseroberfläche. So entstehen einige wenige Wellenfronten, die sich dann kreisförmig mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 cm/s ausbreiten.

Fußnoten

[1] Indirekte Definition einer Impaktwelle über ein ihre Entstehung infolge eines Impakt-Ereignisses: "Wave impact generally is defined as the early

stages of the penetration of a solid body into a wave surface .. At the instant of contact, the fluid near the body undergoes large accelerations that create large forces .. As the body becomes more fully immersed, forces resulting from viscous drag and separation effects dominate..." In: Turgut Sarpkaya: Wave Impact Loads on Cylinders. Society of Petroleum Engineers of AIME (USA). 1. Februar 1979. DOI: https://doi.org/10.2118/7216-PA

[2] Impaktwellen infolge des Chicxulub-Asteroiden auf Gestein: "Wären die Sedimente mittels Durchmischung unterschiedlicher Gesteinstypen und Alter durch Impaktwellen entstanden, so wären die Isotopenwerte sicher erratisch." In einer Fußnote wurde erläutert: " Die Bezeichnung Impakt steht für Meteoriten- bzw. Asteroideneinschlag". In: Gerta Keller: Suche nach der Ursache des Massensterbens vor 65 Millionen Jahren. Werdenberger Jahrbuch. 2004. Dort auf Seite 189.

[3] Impaktwelle, etwa durch Steinfall in Wasser oder Hangrutschunge, also verallgemeinert als Folge von "Massenbewegungen an Land" entstehen, die "starke und gefährliche Wasserbewegungen auslösen können (Tsunamis und Impaktwellen)". Als Beispiel werden im Kapitel 2.2 etwa Hangrutschungen im Vierwaldstätter See in der Schweiz betrachtet. In: Flavio Anselmetti, Michael Hilbe: Bathymetrische Untersuchungen in Schweizer Seen. Pilotstudie 2008. Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz; Abteilung Oberflächengewässer, Sedimentologie.

[4] Das Auftreffen von Wassertropfen oder fallenden Menschen als Auslöser von Impaktwellen versieht dazu passend die Bilderagentur Shutterstock mit dem Stichwort impact-wave. Man sieht unter dem Stichwort vor allem auftreffende Wassertropfen, von denen kreisförmig mehrere Wellenfronten ausgehen. Online: https://www.shutterstock.com/de/search/impact-wave

[5] Impaktwelle als wiederholte Einschläge kosmischer Körper: "Die Impakte aus der auslaufenden Impaktwelle des Late Heavy Bombardments vor etwa 4.3 Milliarden Jahren hatten für Erde und Mars gegenteilige Konsequenzen: Auf dem roten Planeten entstanden warme, wohl feuchte Oasen. Die Bewohnbarkeit, Habitabilität, wurde also (zeitweise) erhöht. Auf der Erde war es anders herum, hier wurde es für (bereits vorhandenes?) Leben eher kritisch in dieser Periode." In: Andreas Morlok: Ein mysteriöser Asteroid und planetarer Sonnenbrand: LPSC 2018, eine Nachbetrachtung. Bereicht über die Lunar and Planetary Science Conference Houston 2018. Online: https://scilogs.spektrum.de/exo-planetar/ein-mysterioeser-asteroid-und-planetarer-sonnenbrand-lpsc-2018-eine-nachbetrachtung/

[6] Das Video entstand am 28. Juli 2024 im Teichgarten der Nordseeinsel Wangerooge. Das Video ist näher beschrieben unter: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wasserwellen_(Tropfenimpakt).webm

[7] Auch beim Aufschlag von Himmelskörpern, etwa auf dem Mond, enstanden sogenannten Zentralberge, steile Erhebungungen in der Mitte des Kraters, die auch heute noch gut sichtbar sind. Siehe auch Zentralberg ↗

[8] Impaktwellen als Sonderfall einer Impulswelle: "Large water waves in oceans, bays, lakes, or reservoirs may be generated by landslides, rock falls, shore instabilities, snow avalanches, glacier calvings, or meteorite impacts. These so called impulse waves […]" In: Valentin Heller: Landslide generated impulse waves: Prediction of near field characteristics. Mitteilungen 204, Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW), H.-E. Minor, Hrsg. ETH Zürich. Siehe auch Impulswelle ↗