Die heutige digitale Welt ist stark abhängig von einem weitverzweigten Netz an Unterseekabeln, die über 99 % des weltweiten Datenverkehrs tragen. Diese verlegten Glasfaserkabel überqueren die Ozeane und verbinden Kontinente miteinander, ermöglichen Handel, Kommunikation, Finanztransaktionen und soziale Vernetzung. Vor allem abgelegene Inselstaaten sind auf diese Verbindung angewiesen, da sie für Telemedizin, Online-Bildung und wirtschaftliche Aktivitäten essentiell ist. Doch gerade diese Regionen befinden sich häufig in vulkanisch und seismisch aktiven Zonen, was Risiken für die Unterwasserinfrastruktur mit sich bringt. Erdbeben waren schon länger als Gefährdungsfaktor anerkannt, doch die Folgen von Vulkaneruptionen für Unterseekabel werden erst in den letzten Jahren verstärkt erforscht und dokumentiert.
Historisch reicht die Verlegung von Unterseekabeln bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts zurück. Erste transozeanische Telegraphenkabel ermöglichten eine schnelle Kommunikation über Kontinente hinweg und revolutionierten so Politik, Wirtschaft und Wissenschaft. Mit dem Aufkommen von Glasfaserkabeln in den 1990er-Jahren wurde diese Infrastruktur noch entscheidender für die digitale Revolution. Insgesamt erstreckt sich das global in Betrieb befindliche Netzwerk mittlerweile über mehr als 1,7 Millionen Kilometer und bindet die Welt in ein schnelles, stabiles Kommunikationsnetz ein.
Doch das Netzwerk ist nicht unverwundbar. Verschiedene Naturgefahren – darunter Vulkaneruptionen – haben wiederholt zu Schäden an Unterseekabeln geführt, mit weitreichenden Auswirkungen. Die Katastrophe in Tonga im Januar 2022 veranschaulicht das Ausmaß der Gefährdung eindrucksvoll. Die Explosion des Hunga-Vulkans, einer Unterwasservulkaninsel im Südpazifik, löste massive pyroklastische Ströme aus, die unter Wasser feinkörniges Material schnell und zerstörerisch verteilten. Diese Ströme beschädigten zwei lebenswichtige Kabel, von denen eines die einzige internationale Verbindung des Inselstaates musste.
Infolge des Ausfalls war Tonga zeitweise vom globalen Internet abgeschnitten, was die Kommunikation mit der Außenwelt erschwerte und insbesondere in der Katastrophenhilfe zu erheblichen Problemen führte. Die Reparatur dieser Kabel nahm aufgrund der Lage und des Ausmaßes der Beschädigungen Monate bis zu eineinhalb Jahre in Anspruch, was die Notwendigkeit einer erhöhten Widerstandsfähigkeit unterstreicht. Vergleichbare Ereignisse finden sich auch in der Vergangenheit. Der Ausbruch des Krakatau im Jahr 1883 war nicht nur eine der gewaltigsten Katastrophen der Neuzeit, sondern führte auch zu einem Tsunami, der telegrafische Kabel im Sunda-Straße-Gebiet zerstörte und Verbindungen zwischen Indonesien und anderen Regionen unterbrach. Auch bei der Eruption des Mount Pelée 1902 auf Martinique sowie an der La Soufrière in St.
Vincent wurden telegraphische Unterwasserkabel beschädigt. In Montserrat zerstörte ein pyroklastischer Strom 1997 eine Landestation und unterbrach die Verbindung für viele Jahre. Diese historischen Fälle illustrieren, dass vulkanische Aktivitäten schon lange eine ernstzunehmende Gefahr für die maritime Infrastruktur darstellen. Die Mechanismen der Beschädigung sind vielfältig und überraschen durch ihre Komplexität. Neben direkten thermischen oder mechanischen Einwirkungen durch Lavaflüsse oder Ascheablagerungen spielen oft nachgelagerte Prozesse eine zentrale Rolle.
Zum Beispiel können Lahare, also Schlammströme, die durch das Zusammenspiel von Vulkanasche und Regen entstehen, riesige Sedimentmengen in Küstenbereiche transportieren und dort Unterwasserkabel beschädigen. Pyroklastische Dichte-Ströme, die heiße, schnelle Gas-Gesteins-Gemische sind, können nach dem Eintritt ins Meer lange Strecken zurücklegen und dabei Kabel durch Abreibungen, Druck und verlegte Sedimente zerstören. Außerdem kann es durch Bescheidung des Meeresbodens zu instabilen Hängen kommen, deren plötzliches Abrutschen massiven Schaden an Kabeln verursacht. Auch durch die Resultate von Eruptionen ausgelöste Tsunamis können kabelbeschädigende Kräfte wirken, indem sie Trümmer und Schiffe mitreißen oder durch starke Wasserströme Kabel reißen. Dabei können Schäden sowohl während der eruptiven Hauptphase als auch zeitlich versetzt durch Nachwirkungen auftreten.
Entgegen der Erwartung gibt es keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Stärke einer Eruption gemessen am Volcanic Explosivity Index (VEI) und der Wahrscheinlichkeit oder der Ausprägung von Kabelschäden. Selbst relativ kleine Eruptionen können signifikanten Schaden verursachen, wenn etwa Lahare oder Unterwasserrutsche ins Meer gelangen und Kabeltrassen verlaufen. Umgekehrt führen große Ausbrüche nicht zwingend zu Kabelschäden, wenn die Kabel weit genug entfernt liegen oder wenn die Eruptionsprozesse nicht in das Meer einmünden. Die Risikobewertung ist daher stark von der Morphologie des Vulkan- und Meeresbodengebiets, der Lage der Kabel und den spezifischen Eruptionsmechanismen abhängig. Steile vulkanische Inselhänge oder teilweise untergetauchte Vulkankegel sind dabei besonders verletzliche Orte.
Angesichts der hohen Bedeutung der Unterwasserkabel für die globale Infrastruktur ist die kontinuierliche Verbesserung der Resilienz dieser Systeme essenziell. Eine nachhaltige Strategie besteht darin, Netzwerke so zu gestalten, dass regionale Redundanzen bestehen. Das bedeutet, es sollten mehrere verschieden verlaufende Kabel vorhanden sein, die auch bei Ausfall eines Systems Daten übertragen können. Allerdings ist dies für viele abgelegene Inseln aufgrund wirtschaftlicher und technischer Beschränkungen eine Herausforderung. Ergänzend dazu dient die Entwicklung von Backup-Lösungen wie Satelliten- oder Mikrowellenkommunikation, die zwar nicht die hohe Kapazität der Glasfaserkabel erreichen, jedoch im Notfall lebenswichtige Dienste sicherstellen können.
Zusätzlich rücken Lagerhaltung von Ersatzkabeln und schnell reagierende Reparaturteams in den Fokus, um Ausfallzeiten zu minimieren. Beeindruckende Fortschritte ermöglichen auch den Einsatz moderner Technologien, um Unterseekabel selbst als Sensoren für geologische Vorgänge einzusetzen. Glasfaserkabel lassen sich mittels Verfahren wie Distributed Acoustic Sensing in ein weitläufiges Netz von Unterwasserseismometern verwandeln. So können Erdbeben, Ausbruchsaktivitäten und sogar seismische Strömungen frühzeitig erkannt werden, insbesondere in Regionen, in denen herkömmliche Überwachungssysteme fehlen. Das Potenzial, mithilfe der Kabel eine verbesserte Frühwarnung bei vulkanischen Ereignissen zu etablieren, bietet nicht nur Schutz für die Infrastruktur, sondern auch für die menschlichen Gemeinschaften, die auf den Inseln leben.
Die globale Datenbank der Vulkaneruptionen zeigt, dass viele aktive Vulkane noch keine Unterwasserkabelstrecken haben, diese aber künftig in Reichweite solcher Verbindungen liegen könnten. Planungen neuer Kabeltrassen müssen also bestmöglich Risikoanalysen integrieren und gefährdete Bereiche meiden, soweit das möglich ist. Dazu gehören auch ausreichend detaillierte bathymetrische Vermessungen und geologische Untersuchungen der potenziellen Kabelrouten. Die Kombination von geowissenschaftlichem Know-how und industriellem Kabelmanagement kann die Planung deutlich sicherer gestalten. Insgesamt verdeutlichen die bisherigen Erfahrungen und Analysen, dass Vulkaneruptionen eine unterschätzte, aber ernsthafte Gefahr für das globale Telekommunikationsnetz darstellen.
Die seltenen, aber erheblichen Störungen haben nicht nur technische Folgen, sondern auch soziale und wirtschaftliche Auswirkungen, besonders für kleiner und isolierter Gemeinschaften. Eine enge Kooperation zwischen Wissenschaft, Kabelbetreibern und politischen Entscheidungsträgern ist notwendig, um Risiken zu minimieren, schnelle Reaktionen zu ermöglichen und neue Technologien zu nutzen. Ein vernetztes, resilientes und zugleich gut geschütztes Unterwasserkabelnetz wird auch künftig Grundlage unserer vernetzten Welt sein und sollte daher geschützt und kontinuierlich weiterentwickelt werden.
