Monsterwellen, die wie aus dem Nichts auftauchen und Schiffe kentern lassen, galten lange als Seemannsgarn – zu Unrecht, wie sich 1995 zeigte. Damals detektierte ein Lasersensor auf der norwegischen Bohrinsel Draupner eine monströse 25-Meter-Welle. Seitdem interessiert sich die Wissenschaft brennend für das Phänomen. Forscher versuchen mit immer ausgeklügelteren Laborexperimenten, die Ursachen der Kaventsmänner zu ergründen.

Drei Mechanismen können nach heutigem Verständnis Monsterwellen (englisch: "rogue waves") hervorbringen. Zum einen können sich Wellenzüge im Ozean zufällig überlagern und so eine Riesenwelle bilden. Oder aber Strömungen führen dazu, dass sich Wellen stauen, wodurch diese auf lange Sicht immer höher werden. Die dritte Möglichkeit ist aus Sicht von Physikern am spannendsten: Riesenwellen könnten die Folge einer seltenen hydrodynamischen Instabilität sein, die T. Brooke Benjamin und Jim E. Feir bereits 1967 mathematisch beschrieben.

Demnach können einzelne Wellen in einem Wellenzug auf Grund zufälliger Schwankungen etwas höherschlagen als ihre Nachbarwellen. Eine solche leicht vergrößerte Welle reist etwas langsamer als ihre Nachbarn. Dadurch laufen kleinere Wellen von hinten auf sie auf. Auf diese Weise kann der Wasserberg mit der Zeit stark anwachsen.

In der Vergangenheit konnten Wissenschaftler dieses Phänomen in lang gezogenen Becken rekonstruieren, wo sie Wasser mit mechanisch betriebenen Schaufelrädern in Wallung brachten. Diese Tests wichen aber an entscheidenden Punkten vom offenen Meer ab: Dort laufen Wellen nicht nur für einige hundert Meter in eine Richtung, sondern breiten sich über weite Strecken kreuz und quer aus. Ob sich die Brooke-Feir-Instabilität auch unter dieser Voraussetzung ausbildet, ist umstritten. Forscher vermuten, dass dies allenfalls während eines Sturms der Fall sein könnte, wenn starke Winde die Wellen in eine Richtung treiben.

Solch eine Situation lässt sich unter Laborbedingungen aber nur schwer nachstellen. Ein internationales Forscherteam ist ihr in einem Wellenlabor der Universität Turin nun immerhin ein Stück nähergekommen. Die Wissenschaftler installierten zwei riesige Ventilatoren über einem fünf Meter breiten, ringförmigen Wassertank, wie die Gruppe im Fachmagazin "Physical Review Letters" berichtet. Damit konnten sich die von einem starken Luftstrom getriebenen Wellen prinzipiell beliebig weit ausbreiten.

Dabei bildeten sich in dem einen halben Meter tiefen Tank bis zu fünf Zentimeter hohe Wogen, bei denen es sich den Forschern zufolge teilweise um Monsterwellen im Miniaturformat handelte. Man könne mit einiger Sicherheit ausschließen, dass diese durch zufällige Überlagerung von Wellen entstanden seien, schreibt das Team. Stattdessen habe hier wohl die Brooke-Feir-Instabilität zugeschlagen. Diese könnte es damit möglicherweise auch auf offener See geben, was Monsterwellen häufiger machen würde als bislang vermutet.