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11. September : Tausend Gutachten später

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Ground Zero, aufgenommen am 23. September 2001 aus 1000 Meter Höhe Bild: NOAA

Fünf Jahre nach dem Einsturz des World Trade Centers gibt es unzählige Fakten und Meinungen darüber, wie es überhaupt zum Einsturz der Zwillingstürme kommen konnte. Das Ziel dieser Diskussionen ist klar: Solche Katastrophen dürfen nicht wieder passieren.

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          Auf unfaßbare Ereignisse wie die des 11. September 2001 reagieren Menschen auf verschiedene Weise. Manche blenden die Bilder einfach aus und leben weiter wie bisher. Andere verbohren sich in die Meinung, daß das, was da zu sehen ist, nicht sein kann, daß da doch mehr dahinterstecken muß, irgendeine unsichtbare Hand oder finstere Verschwörung. Wieder andere versuchen, den Tatsachen mit wissenschaftlichen Methoden vollständig auf den Grund zu gehen.

          Letzteres ist ein mühsames Geschäft und nährt gerade dadurch nicht selten Verschwörungstheorien. Etwa wenn die Berichte der Sachverständigen so dick werden, daß nur sehr geduldige Menschen sie lesen. Oder wenn Polizei und Geheimdienste sicherheitskritische Erkenntnisse zurückhalten, obgleich sich das eigentlich von selbst versteht. Den Regierenden bleibt trotzdem nichts anderes übrig. Schon Präsident Carter hatte 1979 für nationale Notfälle die „Fema“ (Federal Emergency Management Agency) gegründet. Sie wurde damals aus mehreren kleinen Agenturen zu einem Apparat zusammengefügt und zählt heute 2.600 Angestellte.

          Rätselhafte Einstürze

          Unter dem Dach dieser Behörde begannen Experten am 12. September im Schutt des World Trade Center mit der Schadensaufnahme. Ihr Auftrag war vor allem, zu erkunden, wo anschließend detaillierte Untersuchungen ansetzen müßten. Denn so manches war damals rätselhaft. So verstand man nicht, warum nicht nur die beiden großen, von Flugzeugen getroffenen Türme (WTC 1 nördlich und WTC 2 südlich), sondern nach ihnen auch noch das Gebäude WTC 7 beinahe mit der Geschwindigkeit ungehinderten Falls in sich zusammenbrechen konnten. WTC 7 stand etwas abseits und war mit 47 Stockwerken halb so hoch wie die beiden Türme, aber ebenfalls ein Riese des Stahlskelettbaus.

          Die stärksten Zerstörungen richtete das Flugbenzin an, das sich wie ein Fluß in das Gebäude ergoß
          Die stärksten Zerstörungen richtete das Flugbenzin an, das sich wie ein Fluß in das Gebäude ergoß : Bild: Purdue University

          Kein Flugzeug hatte ihn getroffen, nur die Trümmer des Nordturms waren auf ihn eingeprasselt. In seinem Inneren wüteten heftige Brände, gegen die schon wegen des drohenden Einsturzes zunächst nichts unternommen werden konnte. Nach rund sieben Stunden, gegen 17.20 Uhr, brach WTC 7 binnen weniger Sekunden vollständig zusammen. Auch ein Trakt des benachbarten neunstöckigen Bürobaus WTC 5, den vergleichsweise wenige Trümmer erwischt hatten, brannte und stürzte ein. Diese Merkwürdigkeit hielt der 296seitige Bericht fest, den die Fema im Mai 2002 veröffentlichte: „Vor diesen Ereignissen ist noch niemals ein brandgeschützter Stahlskelettbau - die gebräuchlichste Form von Geschäftsbauten in Amerika - durch Feuereinwirkung zusammengebrochen.“

          Flugzeugbenzin verbreitete sich durch Aufzüge

          Es war etwas geschehen, was man nicht kannte und noch nicht verstand. Die 27 Autoren des Berichts (einzusehen unter www.fema.gov) konnten aber vieles bereits zweifelsfrei festhalten: Schon beim Einschlag der Flugzeuge in die beiden Haupttürme waren ganze Stockwerke aufgerissen worden. Das Flugbenzin verging nicht sofort in Feuerbällen. Vielmehr brannte ein Teil an den Einschlagstellen noch zehn Minuten lang weiter. Ein anderer Teil floß die Fahrstuhlschächte und Versorgungsröhren hinunter, ehe er weiter unten explodierte, sobald Dämpfe im rechten Mischungsverhältnis mit Luftsauerstoff auf einen Funken trafen.

          Laut dem Bericht waren die Zerstörungen so massiv, daß es schon erstaunlich war, wie die Gebäude überhaupt noch eine Zeitlang standhalten konnten. „Viele Strukturen anderer Bauweise wären in so einem Fall noch stärker vom Einsturz bedroht gewesen, nur wenige hätten besser standgehalten.“ Die Wucht des Aufpralls zertrümmerte die Brandverkleidung der Stockwerksdecken, verformte Stahlträger und entkleidete sie damit streckenweise des aufgesprühten Brandschutzmaterials, soweit das nicht ohnehin Lücken aufwies oder zu dünn war.

          „9/11-Kommission“ befragte 1.200 Personen

          In diese geschwächte Struktur sprang explosionsartig das Feuer, und zwar über mehrere Stockwerke gleichzeitig. Generell leitet der Fema-Bericht daraus die Schlußfolgerung ab, die bestehenden Prüfungsregeln für Brandschutz (die amerikanische Vorschrift ASTM E119) seien künftig zu verschärfen, da sie bislang nur Einzelteile bewerten. Nötig sei aber „eine Methode, um Träger und Verbindungen insgesamt für den Brandfall prüfen zu können“. Allerdings hegt niemand die Vorstellung, dem Terrorismus vor allem mit besserem Brandschutz entgegentreten zu können.

          Es war daher eine politische Reaktion, das Department of Homeland Security zu schaffen, ein Ministerium für innere Sicherheit, das 23 bestehende Bundesbehörden aufnahm, darunter die Fema. Für die Erforschung des Hergangs selbst wurde Ende November 2002 die „Nationale Kommission zu Terroranschlägen auf Amerika“ ins Leben gerufen, gemeinhin „9/11-Kommission“ genannt. Deren Mitarbeiter durchforsteten nach eigenen Angaben mehr als 2,5 Millionen Seiten an Dokumenten und befragten 1.200 Personen in zehn Ländern, dazu 160 Zeugen. Die Kommission bezeichnet ihren Bericht dennoch vorsichtig als bloße Übersicht: „Weitere Informationen werden unweigerlich ans Licht kommen.“

          Forscher rekonstruieren Flugzeug-Einschlag

          Dafür sorgen schon Untersuchungen wie jene, die ein Team der Purdue University in Indiana (Studie auf www.cs.purdue.edu) zum Einschlag des dritten Flugzeugs in Washington durchführten. Mit einer einzigartigen Computersimulation konnten sie klären, wie diese Maschine im Erdgeschoß des Pentagons einen ganzen Trakt erst in Brand setzte und dann einstürzen ließ. Die Purdue-Studie entstand auf Eigeninitiative dreier Wissenschaftler. Einer von ihnen, der Bautechniker Mete Sozen, war als Experte zur offiziellen Schadenserhebung hinzugezogen worden, die eine Forschungseinrichtung des amerikanischen Zivilingenieur-Verbands ASCE (Association of Civil Engineers) in sieben Monaten bis zum Januar 2003 abschließen konnte.

          Die Wissenschaftler simulierten den Einschlag mit Hilfe der vorliegenden Daten auf einem Supercomputer. Dieser Ansatz hat den Vorteil, daß sich die Bauweise einzelner Elemente - etwa die Stärke der Stahlarmierung an den Betonstützen - hypothetisch variieren läßt, um so das Geschehen besser zu verstehen. Die Purdue-Wissenschaftler gingen noch einen Schritt weiter (“was unseres Wissens vorher nie jemand gemacht hat“) und errechneten aus den Ergebnissen der physikalisch korrekten Simulation auch eine naturgetreue Visualisierung. Man kann also in einem Film greifbar realistisch verfolgen, wie der Einschlag aussah und im Gebäude wirkte. Echte Bilder des Attentats hatte nur eine einzige Überwachungskamera außerhalb des Pentagons festgehalten, und dies eher schemenhaft.

          Flugzeugkörper verursachten kaum Schaden

          Simulation und Visualisierung liegen in ihren Forschungstraditionen eigentlich weit auseinander. Die eine stellt ihre Studienobjekte üblicherweise als Puzzle aus sogenannten finiten Elementen dar, das zur Erzeugung künstlicher Bilder selten brauchbar ist. Die Wissenschaftler mußten also erst Programme für eine Umsetzung der Daten schreiben, um schließlich die handelsübliche Bildsoftware 3DS Max damit zu füttern. Was auf den Bildern zu erkennen ist, erstaunt. Bei der offiziell abgeschätzten Geschwindigkeit von 850 Kilometern pro Stunde etwa verursacht der Flugzeugkörper selbst kaum nennenswerte Effekte. „Der ist mehr wie eine dünne Haut“, erläutert Mete Sozen, „jedenfalls zerkrümelt er gleich beim Einschlag.“ Erst die Masse dessen, was an Bord ist, zerstört den Bau, allem voran das Benzin in den Tanks.

          „Das ist, als würde ein gewaltiger Fluß in das Gebäude donnern.“ Sogar die Triebwerke, denen nach Flugzeug-Crashtests einmal die größte Einschlagwirkung aller Flugzeugteile zugeschrieben wurde, erreichen hier nicht soviel Zerstörungskraft. Im Fall des Pentagons riß auch wohl eine der beiden Turbinen auf Flughöhe Null knapp vor dem Eindringen ins Gebäude ab. Um die Einzelheiten des Geschehens in Washington kann sich aber kaum eine ähnliche Debatte entspinnen, wie sie inzwischen im Fall des World Trade Center läuft. Das Pentagon wurde 1943 eingeweiht, seine vergleichsweise niedrige Traufhöhe und die konventionelle Bauweise in stahlverstärktem Beton bringen niemanden auf die Idee, nach der Terrorattacke müßten nun weltweit Bauvorschriften geändert werden.

          Hergang der Katastrophe erarbeitet

          Das sieht beim World Trade Center anders aus. Geplant und gebaut wurde es in den aufwärtsstrebenden sechziger Jahren. Mit je 110 Stockwerken waren die beiden Türme einige Jahre lang das höchste Bauwerk der Welt, sie setzten Zeichen in vieler Hinsicht, auch für den Fortschritt der Technik. Für jeden Turm steckten die Konstrukteure quasi zwei Röhren ineinander und verwoben sie im Inneren. Da standen also in der Mitte das Stahlskelett des Kerns, der Fahrstühle und Installationen aufnahm, und außen die Fassade, ein dichtes Gitter von Stahlträgern. Das Gewebe zwischen diesen beiden Komponenten waren (unter den Stockwerksböden aus Beton) die stählernen Fachwerkträger, die mit Bolzen an Fassade und Kern befestigt waren und zum Teil 18 Meter ohne Stütze überspannten.

          Als Folge des Fema-Berichts kam im Oktober 2002 ein Gesetz heraus, das der amerikanischen Normenbehörde Nist (National Institute of Standards and Technology) die Verantwortung für Einsturzanalysen dieser Größenordnung übertrug. Das Nist (http://wtc.nist.gov) gab dann nach Informationen der „New York Times“ 16 Millionen Dollar für Analysen des WTC aus. Die Experten bauten Bürotrakte nach, untersuchten die Reaktion der Stahlträger auf den Einschlag mit Hochgeschwindigkeits-Rammen, veranstalteten Brandversuche und simulierten am Computer Lasttests für einzelne Teile der Baukonstruktion. Insgesamt werden die Berichtsdokumente auf mehr als 10.000 Seiten anwachsen; manche Teile, etwa jener, der das WTC 7 betrifft, ist noch in Arbeit. Für die Türme WTC 1 und WTC 2 legte das Nist die entscheidenden Berichte Ende Juni 2005 vor und gab auswärtigen Experten anschließend sechs Wochen Zeit für Kommentare. Dann wurden die Berichte ein wenig ergänzt und veröffentlicht. Insgesamt zeichnen sie ein konsistentes Bild vom Hergang der Katastrophe.

          Unterschiede zwischen beiden Türmen

          Alles greift ineinander: die Computersimulation der Verwüstungen und der Brandtemperaturen in den Stockwerken, die Zuordnung und Analyse der geborgenen Stahlträger, die Fotos, auf denen die fortschreitende Einbeulung der Fassade und die immer weiter durchhängenden Decken dahinter vermessen wurden, die Videos, die den Einsturz, ausgehend von diesen Stockwerken, erkennen lassen. Es ist keine Frage, daß das Stahlskelett rund um die Einschlagstellen innerhalb kurzer Zeit so geschwächt wurde, daß jeweils der obere Gebäudeteil in diese Zone absackte und die Gewalt der fallenden Massen sich ungebremst zum totalen Einsturz fortsetzte.

          Im Detail sieht das Nist aber sehr wohl Unterschiede zwischen beiden Türmen. Beim Nordturm WTC 1, in den das Flugzeug weiter oben und auf geradem Wege einschlug, soll die Strukturschwäche vor allem durch die Brände entstanden sein. Beim WTC 2 war es nach allen Analysen schon der Einschlag selbst, der die entscheidende Schwächung verursachte; dieser Turm stand ja auch nur noch halb so lang wie das vorher getroffene WTC 1. In beiden Fällen spielte offenbar das Tragwerk am Dach, das eigentlich nur der Installation der Turmantennen diente, eine wichtige Rolle bei der Neuverteilung der Lasten in den getroffenen Gebäuden - ohne diese Hut-Konstruktion wären sie wahrscheinlich noch schneller eingestürzt. Um solche Details geht es auch bei den Kommentaren der Experten. Das Nist erhielt von Dutzenden Fachleuten und Institutionen insgesamt 469 inhaltliche Anmerkungen.

          Experten konkurrieren mit Analyseansätzen

          Allein 83 davon stammen von Barbara Lane, der Leiterin einer Arbeitsgruppe beim großen Ingenieurbüro Arup, das bereits die Planung vieler spektakulärer Bauten in aller Welt verantwortet hat, darunter die Oper in Sydney. Arup hatte, gemeinsam mit Brandexperten der Universität Edinburgh, dem Nist die Ausführung einzelner Analysen angeboten, kam aber damals nicht zum Zug und begann schließlich auf eigene Faust mit Simulationen: „Wir konnten gar nicht bis 2005 auf fremde Ergebnisse warten, denn nach dem 11. September verlangten unsere Auftraggeber sofort und in ungeahntem Ausmaß harte Zahlen für die Sicherheit von Hochhausbauten“, beschreibt Barbara Lane diesen Entschluß. Um es kurz zu machen: Lane zweifelt zentrale Folgerungen des Nist höflich, aber bestimmt an.

          Es gibt auch noch andere skeptische Einwände, und in der Abschlußkonferenz des Nist im September 2005 trafen sie aufeinander. Arup konnte dabei die umfangreichsten eigenen Daten vorweisen (einzusehen auf www.arup.com). Letztlich sind es zwei Analyseansätze, die hier konkurrieren. Die Nist-Experten gehen eher forensisch vor, zielen also auf die Daten des konkreten Falls und die Auswirkungen einzelne Bauteile. Arup hat hingegen eine vollständige Simulation eines Hochhauses in der WTC-Bauweise angelegt, um die mechanischen Vorgänge unter Brandeinwirkung bis hin zum Einsturz zu verstehen. Der Vorteil dieser Methode besteht - wie bei der beschriebenen Pentagon-Simulation - darin, Eingabewerte verändern und Szenarien bilden zu können. So trifft Arup auch Aussagen über die Temperatur, die das Material der beiden Türme bei den Bränden erreichte. Selbst bei einer intakten Brandverkleidung, der das Nist große Bedeutung beimißt, erreichten die einzelnen Fachwerksträger der Stockwerksböden sehr schnell 800 Grad Celsius, also eine Temperatur, bei der Stahl bereits die Hälfte seiner Festigkeit einbüßt. Nach einer Stunde waren auch die Stützen der Fassade schon 400 Grad heiß.

          Auf die Gesamtkonstruktion kommt es an

          Das (unten gezeigte) Schema von Arup, das die Simulationsdaten zusammenfaßt, zeigt die Ausdehnung der Bauelemente unter Hitze. Je nach Material und Entfernung vom Brandherd ist sie unterschiedlich stark. So verschiebt sie das ganze Gefüge, verbiegt je nach Konstruktionsart Stützen oder schert die Befestigungsbolzen der Träger ab (wie es im World Trade Center passierte) und führt damit zu einer fortschreitenden Desintegration des ganzen Skeletts. Dann kann die Überlast von oben den Einsturz auslösen.

          Bei der Konferenz im September 2005 wollte Barbara Lane ihre Kollegen mit dem Beispiel zweier Brandszenarien aus einer Hochhaus-Simulation wachrütteln. Die beiden simulierten Stahlskelette waren in Material und Brandschutz identisch und unterschieden sich nur in zwei Kleinigkeiten: Im einen Fall waren die Stützen versetzt angeordnet und hatten 9 Meter Abstand voneinander, im anderen Fall standen sie im Raster mit 10,5 Meter Abstand. Das erste Gebäude hielt dem Feuer stand, das zweite brach zusammen. Arup will damit sagen: Es kommt in Zukunft auf die Gesamtkonstruktion des Gebäudes an - und die ist am besten in einer vollständigen Simulation und mit einer Risikoanalyse im Einzelfall zu prüfen.

          WTC hinterließ viele offene Fragen

          Das Nist hält sich hingegen an die Meinung, eine haltbarere Brandverkleidung sei der wichtigste Schritt in die Zukunft. Nun werden seine neuen Normen von anderen Staaten übernommen werden. Schon heute beurteilen Auftraggeber von Ingenieurbüros wie Arup Planungen danach, ob sie wohl den Nist-Regeln folgen. Eine vielleicht nutzlose oder unsinnige Änderung von Bauvorschriften, abgeleitet aus zu kurz geratenen Analysen, kann allerdings nicht nur viel Geld kosten, sondern auch Menschenleben. Die richtigen bauphysikalischen Lehren aus 9/11 zu ziehen ist also von höchster Bedeutung. Der Fall des World Trade Center hat viele offene Fragen hinterlassen. Auch das ist eine davon.

          Chaos in der Luft, Wirrnis am Boden

          Der offizielle Bericht der 9/11-Kommission hat auch die verzweifelten Versuche der Flugüberwachungsstellen nachgezeichnet, den Verbleib der gekaperten Flugzeuge festzustellen, nachdem die Attentäter deren Identifikationssender ausgeknipst hatten. Das Überwachungspersonal konnte angesichts der sich überstürzenden Ereignisse kaum noch brauchbare Informationen sammeln. Bruchstückhaft wurden sie zwecks möglicher Abfangversuche an die Luftwaffe weitergeleitet, was eine solche Wirrnis zur Folge hatte, daß das militärische Führungspersonal selbst anderthalb Jahre später noch von ihr befallen war. Noch im Mai 2003 versicherten die Verantwortlichen, die Informationen über die meisten Entführungen seien ja doch recht früh eingetroffen. Der Bericht der Kommission, vorgelegt im Juni 2004, weist dagegen nach, daß das Personal der Luftabwehr nur in einem einzigen Fall kurz vor dem Einschlag einer der Maschinen eine verwertbare Mitteilung erhielt. Das war um 9.34 Uhr, als die Flugüberwachung in Washington ein unidentifiziertes Flugzeug im raschen Anflug auf das Weiße Haus meldete. Doch auch hier betrug die Vorwarnzeit kaum drei Minuten. Die längst gestarteten Abfangjäger waren jedenfalls noch Seite viel zu weit weg, um eingreifen zu können. Die Boeing 757 des American- Airline-Flugs Nummer 77 tauchte zu diesem Zeitpunkt gerade in eine steile 330-Grad-Kurve und steuerte mit Vollgas im Tiefflug auf das Pentagon zu, das nur noch fünf Meilen entfernt lag. Nur sehr geduldige Menschen studieren die Berichte. Viele glauben lieber an Verschwörung. Beim Einschlag ins Pentagon zerkrümelte der Flugzeugkörper auf der Stelle. WTC 7 wurde beim Angriff gar nicht getroffen. Warum stürzte dann auch dieser Turm ein? Was könnte bei künftigen Attacken helfen: besserer Brandschutz oder bessere Simulationen?

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