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News Archive 2019

12.06.2019

Erdbebenland Schweiz: Informationsanlass für Behörden

Erdbebenland Schweiz: Informationsanlass für Behörden

Was ist bezüglich Erdbeben zu tun? Eine Frage, die sich in Gemeinden und Kantonen immer wieder stellt. Oft gibt es nur wenige Berührungspunkte mit dem Thema Erdbeben, zum Beispiel im Rahmen von Bauvorhaben, Bewilligungsverfahren oder wenn die Behörden definieren, wie sie mit solchen Ereignissen umgehen.

Der Informationsanlass richtet sich an Behördenvertreter, die sich nicht schwerpunktmässig mit Fragestellungen rund um Erdbeben befassen, aber mehr darüber erfahren möchten. Ziel ist es, eine breite Wissensgrundlage zu vermitteln, die bei Entscheidungen in Bezug auf das Erdbebenrisikomanagement hilft. Das detaillierte Programm finden Sie hier.

Der Anlass findet am 23. August 2019 an der ETH Zürich statt. Anmeldung bis 5. August unter folgendem Link: bit.ly/2GSPvLO

05.06.2019

Rasche Massenbewegungen mit Seismometern überwachen

Rasche Massenbewegungen mit Seismometern überwachen

Oberhalb von Susten (VS) gräbt sich ein Bach durch eine faszinierende geologische Formation genannt «Illgraben». An den steilen Hängen der Schlucht lösen sich andauernd kleinere und grössere Gesteinsmassen. Mehrere Male pro Jahr, meist in Folge von Niederschlägen, vermengen sich diese zu einem breiartigen Gemenge aus Steinen, Schlamm und Wasser. Diese Murgänge reissen auch grosse Gesteinsblöcken aus Kalk und Quarzit mit und bewegen sich rasant talabwärts bis in den Fluss «Rotten». Am Illgraben entstehen normalerweise keine Schäden. An anderen Orten verschieben Murgänge in Extremfällen aber Millionen von Kubikmetern Gestein über mehrere Kilometer. Treffen sie auf Verkehrswege oder Siedlungen, wie dies beispielsweise beim Murgang am Pizzo Cengalo 2017 der Fall war, können die Auswirkungen verheerend sein. Ausgeklügelte Messsysteme helfen dabei, solche Prozesse besser zu verstehen oder gar vorherzusagen. Am Illgraben untersuchen dies Forschende des Schweizerischen Erdbebendienstes, des Instituts für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich sowie der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL).

Grosse Massenbewegungen vorherzusagen, ist keine leichte Aufgabe. Die Anzeichen für ein drohendes Ereignis sind schwierig zu messen, die ursächlichen physikalischen Prozesse unzureichend verstanden und die betroffenen Gebiete oft nur schwer zugänglich. In abgelegenen alpinen Tälern ist es bereits schwer festzustellen, ob überhaupt ein Ereignis stattgefunden hat. Die räumliche und zeitliche Abdeckung von bestehenden Überwachungsmethoden ist dafür nicht ausreichend (z. B. Satelliten oder geodätische Instrumente). Lokale seismische Messnetzwerke bieten eine bisher wenig genutzte Alternative. Murgänge, Steinschläge oder Steinlawinen lösen Bodenbewegungen aus. Abhängig von der Grösse des Ereignisses können seismische Stationen diese auf mehrere Kilometer Entfernung und in selten Fällen sogar bis zu mehreren tausend Kilometern entfernt erfassen. Indem man das seismische Netzwerk lokal verdichtet und eine schnelle Datenübertragung sicherstellt, kann man gefährdete Gebiete besser überwachen und möglicherweise vor gefährlichen Massenbewegungen warnen. Seit 2017 betreibt der Schweizerische Erdbebendienst ein solches Netzwerk mit zusätzlichen Messgeräten zu Forschungszwecken im Illgraben. Die daraus gewonnenen Kenntnisse sollen dazu beitragen, Massenbewegungen künftig besser und zuverlässiger überwachen und vorhersagen zu können.

Mehr Informationen: Prof. Dr. Walter Fabian, VAW an der ETH Zürich.

28.05.2019

Beben am Südufer des Genfersees

Beben am Südufer des Genfersees

Am Dienstag, dem 28. Mai 2019, hat sich um 10:48 Uhr (Lokalzeit) am Südufer des Genfersees, südwestlich von St. Gingolph, westlich von Novel, auf französischem Boden in einer Tiefe von ungefähr 2 km ein Erdbeben der Magnitude 4.2 ereignet.

Die Erschütterungen waren im ganzen Seebecken und im Chablais gut zu spüren. Da sich das Beben relativ nahe der Erdoberfläche ereignet hat, wurde es vor allem im Gebiet des Epizentrums relativ deutlich verspürt. Die Anzahl der Erdbebenmeldungen nahm entsprechend mit der Distanz ab. Leichte Schäden sind bei einem Beben dieser Stärke vereinzelt möglich.

In den vergangenen Jahren haben sich in diesem Gebiet wiederholt oberflächennahe Beben oder Erdbebenschwärme ereignet, von denen die stärksten leicht verspürt wurden. Am 22. Dezember 2016 haben sich zum Beispiel in der Nähe des Ortes Novel zwei Erdbeben der Magnituden 3.0 und 3.4 innerhalb von 26 Minuten ereignet, die ebenfalls im Gebiet des Genfersees und im Rhonetal verspürt wurden. Damals haben sich innerhalb von zwei Wochen 13 weitere Erdbeben mit Magnituden zwischen 1.0 und 2.9 ereignet.

Das heutige Beben war damit das stärkste bisher. Mit Nachbeben ist in den nächsten Tagen und Wochen zu rechnen. Gleich starke oder gar stärkere Beben sind unwahrscheinlich, können aber nicht ausgeschlossen werden.   

Der Erdbebendienst wird in der Region im Laufe des Tages noch zwei weitere Messstationen installieren um die Nachbeben genauer zu beobachten.

24.05.2019

Erdbeben und Geothermie: Lehren aus Pohang

Erdbeben und Geothermie: Lehren aus Pohang

Im November 2017 erschütterte ein Beben der Magnitude 5.5 die südkoreanische Stadt Pohang. Die Bilanz: über 100 Verletzte und Schäden in der Höhe von 300 Millionen Dollar. Bereits kurze Zeit später wurde vermutet, dass ein Geothermieprojekt in der Nähe das Beben ausgelöst haben könnte. Zwei wissenschaftliche Untersuchungen bekräftigten diesen Verdacht, eine davon verfasst von Mitarbeitenden des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) an der ETH Zürich (siehe Aktuellbeitrag vom 26.04.2018). Infolge dessen setzte die koreanische Regierung eine internationale Expertenkommission ein, in der unter anderen Prof. Domenico Giardini von der ETH Zürich mitwirkte. In ihrem kürzlich veröffentlichen Abschlussbericht bestätigt die Kommission das Geothermieprojekt als Verursacher des schadenbringenden Bebens.

Die Expertenkommission untersuchte dafür die tektonischen Spannungsverhältnisse, die lokale Geologie, die induzierte Seismizität, die Bohrdaten sowie jene der hydraulischen Stimulationen. Das Projekt in Pohang sah vor, in 4 bis 5 Kilometern Tiefe im kristallinen Grundgestein einen Wärmetauscher zu erzeugen. Ein solches petrothermales Geothermieprojekt wurde 2006 auch in Basel angestrebt. Dazu wird unter hohem Druck Flüssigkeit in den Untergrund gepumpt, was erwartungsgemäss zahlreiche kleinere Beben auslöst. In Pohang haben diese Injektionen, unbemerkt von den Betreibern, immer wieder Erdbeben auf einer vorher unbekannten grösseren Verwerfungszone angeregt. Die anscheinend tektonisch vorgespannte Verwerfung wurde dadurch geschwächt bis es zum Magnitude 5.5 Erdbeben kam. Während der kausale Zusammenhang nun gesichert ist, stellt sich die Expertenkommission die Frage, welche Lehren aus diesem Ereignis zu ziehen sind.

Die Expertenkommission stellt dem Projekt kein gutes Zeugnis aus: Rückblickend wurden Versäumnisse in allen Phasen des Projekts festgestellt. Vor Beginn der Arbeiten zeigten die geologischen Untersuchungen, dass gewisse Brüche kritisch vorgespannt waren. Dieser Umstand hätte aufgrund der Nähe zu einer mittelgrossen Stadt samt wichtigem Industriehafen zu einer Anpassung der Risikoeinschätzung führen sollen. Anschliessend begannen die ersten Stimulationen beim Bohrloch PX-2. Die geologischen Berichte halten fest, dass grosse Mengen der hineingepumpten Flüssigkeit versickerten. Dies ist unüblich und deutet darauf hin, dass das Bohrloch eine grösser Störzone durchläuft – ein weiteres Alarmzeichen. Das Austreten der Flüssigkeit vergrösserte lokal den Druck auf der Verwerfungszone und verursachte schon frühzeitig zahlreiche kleinere Erdbeben. Diese erhöhte induzierte Seismizität wurde jedoch erst im Anschluss an das Magnitude 5.5 Beben analysiert.

Die Kommission geht auch auf die zwei Monate ein, welche zwischen den letzten Stimulationsarbeiten und dem schadenbringenden Beben liegen. Sie wurden immer wieder als Hinweis gedeutet, dass kein Zusammenhang zwischen dem Projekt und dem Beben besteht. Der Bericht verweist jedoch auf Erkenntnisse aus anderen Projekten. Sie belegen, dass induzierte Seismizität oft nicht mit dem Ende der Stimulationen endet. Für künftige Projekte empfiehlt die Kommission im Vorfeld unter Einbezug der Behörden und aller relevanten Experten eine umfassende Risikoanalyse zu erarbeiten und diese laufend zu aktualisieren. Zudem gilt es ein verlässliches Echtzeit-Überwachungssystem einzurichten, stetig die Prozesse und die Injektionsstrategie zu prüfen und gegebenenfalls zu korrigieren sowie Massnahmen zur Risikoreduktion festzuschreiben und zu kommunizieren.

Der Kanton Jura hat kurz nach dem Beben in Pohang eine Überprüfung der Risikoanalyse für das geplante petrothermale Geothermieprojekt in Haut-Sorne angeordnet. Der Betreiber, die Geo Energie Suisse AG, hat dazu ein Gutachten verfasst, das der SED nun im Auftrag des Kantons unter Berücksichtigung aller bekannten Erkenntnisse aus Pohang prüft. Der SED ist zudem an den Forschungsarbeiten im «Bedretto Underground Laboratory for Geoenergies» beteiligt. Dort erforscht die ETH Zürich gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern, ob es Techniken und Verfahren gibt, die es ermöglichen, Erdwärme sicher, effizient und langfristig zu nutzen.

 

Science Artikel «Managing injection-induced seismic risk» (Englisch)

Bericht der Kommission (Koreanisch und Englisch)

Science Artikel «The November 2017 Mw 5.5 Pohang earthquake: A possible case of induced seismicity in South Korea» (Englisch)

15.05.2019

Seismisches Wasserspiel

Sollte Sie die Sehnsucht packen, den Meereswellen zuzuschauen, brauchen Sie dafür nicht mehr weit zu reisen. Das Wasserspiel des Springbrunnens beim Zürcher Seebad Enge zeigt in Echtzeit, wie sich die Wogen des Atlantiks, des Mittelmeers oder der Ostsee verhalten. Zumindest ist dies das häufigste Signal, welches die seismische Station des Schweizerischen Erdbebendienstes an der ETH Zürich im Degenried nahe des Dolders an die Brunnensteuerung übermittelt. Etwa einmal pro Woche ändert sich die Dynamik des Brunnens und zwar dann, wenn sich weltweit ein grosses Beben ereignet hat. Auch kleinere Schweizer Beben lassen sich mit etwas Glück entdecken.

Das seismische Netzwerk der Schweiz mit über 150 Stationen ist zwar darauf ausgelegt, Erdbeben aufzuzeichnen, es kann aber noch viel mehr. Die hochsensiblen Messgeräte erfassen neben den Bewegungen der Meereswellen das Rauschen des Waldes, Verkehrsströme oder Sprengungen in Steinbrüchen. Der SED wertet die aufgezeichneten seismischen Daten standardmässig nur nach Erdbeben und Sprengungen aus. Für das Aquaretum, den Springbrunnen im Zürichsee, wird ein kleiner Frequenzbereich des vorhandenen Signals verwendet, der harmonische Bewegungen der Wasserstrahlen erzeugt.

Das Wasser schiesst aus zwölf Wasserdüsen in bis zu 35 Meter Höhe. Sie sind in vier Dreiergruppen angeordnet, wobei je eine Gruppe die Beschleunigung, die Geschwindigkeit und den Weg des übermittelten Signals darstellt. Diese drei Parameter sind auch die Grundlage seismologischer Auswertungen.

Das Aquaretum ist ein Geschenk der Zurich Versicherungs-Gesellschaft an die Bevölkerung und Besucher der Stadt Zürich und wurde mit Unterstützung von Fischer Architekten, Klangkünstler Andres Bosshard und des Metallateliers realisiert.

25.04.2019

Im Felslabor, wo bereits kleinste Beben interessieren

Im Felslabor, wo bereits kleinste Beben interessieren

Im Bedretto-Tal im Kanton Tessin entsteht derzeit eine einmalige Forschungsinfrastruktur: das Bedretto Laboratory for Geoenergies. Zusammen mit nationalen und internationalen Partnern wird die ETH Zürich darin Techniken und Verfahren untersuchen, die eine sichere, effiziente und langfristige Nutzung von Erdwärme ermöglichen sollen. Der Schweizerische Erdbebendienst an der ETH Zürich installiert im und um das Felslabor sieben zusätzliche seismische Stationen. Sie ermöglichen es, rund um das Felslabor bereits kleinste Erschütterungen aufzuzeichnen.

Am 18. Mai 2019 wird das Bedretto Lab eröffnet. Nutzen Sie die Gelegenheit, das Felslabor zu besichtigen und tief im Berginnern die Geschichte der Alpen zu verfolgen. Vor dem Tunnelportal haben Sie zudem die Möglichkeit, mehr über die geplanten Arbeiten zu erfahren, ein Gesteinsquiz zu lösen, die Herstellung von Bohrkernen zu verfolgen oder die verschiedenen Messsysteme kennenzulernen.

Hier können Sie sich für die kostenlosen Führungen anmelden.

Informationen zur An- und Abreise finden Sie hier.

Informationen zum Felslabor (auf Englisch)

23.04.2019

Erste mögliche Marsbeben registriert

Erste mögliche Marsbeben registriert

Am 19. Dezember 2018 platzierte die NASA InSight-Mission ein Seismometer auf der Marsoberfläche. Aufgabe des Geräts ist es, Marsbeben zu erfassen, um das Innere des Planeten besser zu verstehen. Der Marsbebendienst unter der Leitung der ETH Zürich wertet die aufgezeichneten Daten seit Messbeginn stetig aus. Daran beteiligt sind Mitarbeitende des Schweizerischen Erdbebendienstes und der Gruppe für Seismologie und Geodynamik. Erst liess sich aus den Daten vor allem die Häufigkeit und Intensität von Staubteufeln erkennen. Dabei handelt es sich um kleine Wirbelstürme, die oft auf dem Mars vorkommen. Damit war bereits der Beweis erbracht, dass das Seismometer einwandfrei funktioniert. Am 6. April 2019 (Sol 128, 15:32 Uhr lokale Marszeit) entdeckten ETH-Forschende im Rahmen ihres Einsatzes für den Marsbebendienst ein potentielles Marsbeben in den Daten. Es ist das erste Signal, das aus dem Inneren des Mars zu kommen scheint. Die genauen Ursachen sind aber noch unbekannt und werden derzeit untersucht.

Drei weitere Signale, die wahrscheinlich auf einen seismischen Ursprung zurückzuführen sind, traten am 14. März, 10. April und 11. April 2019 auf. Sie sind weniger eindeutig als jenes vom 6. April, scheinen aber weder von atmosphärischen Störungen noch von anderen bekannten Geräuschquellen zu stammen. Sie waren schwächer als die Signale des Ereignisses vom 6. April und wurden nur von den empfindlicheren Breitbandsensoren aufgezeichnet. Das InSight-Team wird diese Ereignisse weiter auswerten und versuchen, ihren Ursprung zu ermitteln.

Diese ersten Aufzeichnungen deuten darauf hin, dass sich Marsbeben von Erdbeben unterscheiden. Berücksichtigt man ihre Grösse sowie ihre lange Dauer, ähneln sie eher den Beben, die vom Apollo-Programm auf dem Mond aufgezeichnet wurden. Während auf der Erde mehrheitlich die Plattentektonik Beben verursacht, bewirken auf dem Mond die Abkühlung und die Kontraktion Beben. Welche Prozesse für Beben auf dem Mars verantwortlich sind, konnte noch nicht komplett entschlüsselt werden. Als gesichert gilt, dass sich so lange Spannung aufbaut, bis diese stark genug ist, um die Kruste aufzubrechen. Verschiedene Materialien können die Geschwindigkeit seismischer Wellen verändern oder diese reflektieren, so dass Wissenschaftler die Wellen nutzen können, um Erkenntnisse über das Innere des Planeten zu gewinnen und Modelle über seine Entstehung zu erstellen. Die bisher aufgezeichneten Ereignisse sind zu klein, als dass sie nützliche Daten über das tiefe Innere des Mars liefern könnten. Dennoch bilden sie einen Meilenstein der InSight-Mission und belegen, wie gut die an der ETH Zürich entwickelten Datenverarbeitungs- und Analysesysteme funktionieren.

04.02.2019

Können Tiefbohrungen Erdbeben auslösen?

Können Tiefbohrungen Erdbeben auslösen?

In der Schweiz erfolgten bisher über hundert Bohrungen, die in Tiefen von 400 Metern oder mehr vordrangen (sogenannte Tiefbohrungen). Sie dienten unter anderem dazu, den Untergrund zu erkunden, sei es für Tunnelbauten, Erdwärmenutzung, potentielle Endlagerstandorte, Rohstoffexplorationen oder um Grund- und Thermalwasserquellen zu erschliessen. Weltweit sind es Hunderttausende. Bisher sind keine schadenbringenden Beben bekannt, die alleine durch Tiefbohrungen ausgelöst worden sind. Die einfache Antwort auf die im Titel gestellte Frage lautet daher: Nur durch Tiefbohrungen und ohne weiterführende Eingriffe in den Untergrund verursachte Schadensbeben sind extrem unwahrscheinlich. Dokumentiert sind allerdings durch Tiefbohrungen verursachte Mikroerdbeben mit Magnituden von unter 1. Mit Hilfe eines dichten seismischen Netzwerks lassen sich solche Mikroerdbeben zuverlässig aufzeichnen und es kann besser festgestellt werden, ob diese mit den Tiefbohrungen in Zusammenhang stehen oder natürlichen Ursprungs sind.

Trotz der sehr grossen Anzahl an Tiefbohrungen weltweit ist die Datenlage über Erdbeben in diesem Zusammenhang spärlich. Dies liegt einerseits daran, dass die Wahrscheinlichkeit für solche Beben sehr gering ist. Andererseits erfolgten viele Tiefbohrungen in unbewohnten Gebieten. Möglicherweise spürbare Beben wurden somit von der Bevölkerung nicht wahrgenommen und rapportiert. Vielerorts wurden und werden solche Bohrungen zudem nicht seismisch überwacht. Dies verunmöglicht es, kleinere induzierte Erdbeben zuverlässig zu erfassen. In der Schweiz sind zum Beispiel einige Mikroerdbeben dokumentiert, die bei der Zementierung des Bohrlochs für das Basler Geothermieprojekt auftraten. Das stärkste wies eine Magnitude von 0.7 auf und setzte damit 500-mal weniger Energie frei als ein Beben mit einer Magnitude von 2.5. Ab dieser Stärke können Beben üblicherweise verspürt werden.

Physikalisch sind die Prozesse recht gut verstanden, weshalb Tiefbohrungen in gewissen Fällen Erdbeben auslösen: Tiefbohrungen verursachen teilweise lokale Spannungs- und Porendruckänderungen im Gestein, die in manchen Fällen eine tektonisch vorgespannte Bruchfläche in der näheren Umgebung reaktivieren und damit ein Erdbeben verursachen können. Derartige Spannungsänderungen treten in der Regel aber nur bei den folgenden zwei Begebenheiten auf: Erstens, wenn eine Schicht mit hohen Fluiddrücken angebohrt wird. In diesem Fall kann unter gewissen Umständen das Gesteinsfluid (Flüssigkeit oder Gas) in das Bohrloch eindringen. Dies verursacht einen Überdruck im Bohrloch, der sich in der Regel kontrolliert abbauen lässt. Alternativ wird das Bohrloch an der entsprechenden Stelle in der Tiefe abgedichtet. Zweitens, wenn eine Schicht getroffen wird, die über einen sehr hohe Fluiddurchlässigkeit oder eine geringe Gesteinsfestigkeit verfügt. Dann kann es vorkommen, dass ein Teil der Bohrspülung oder des Zements ins Umgebungsgestein eintritt. Die Bohrspülung ist notwendig, um den Abrieb der Bohrung an die Oberfläche zu befördern und um das Bohrloch während des Vortriebes zu stabilisieren. Nach Abschluss einer Bohrsektion wird das Bohrloch mit einer einzementierten Verrohrung versehen, damit es langfristig zugänglich bleibt. Meist sind die von den Spannungsänderungen betroffenen Gesteinsvolumen aber klein. Daher ist auch die Wahrscheinlichkeit ausserordentlich gering, einen grösseren, vorgespannten Bruch zu aktiveren und damit ein grösseres, potentiell spürbares Beben auszulösen.

Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich empfiehlt in seinen Leitfaden zum Umgang mit induzierten Beben für reine Tiefbohrungen (z. B. Erkundungsbohrungen) normalerweise keine seismische Überwachung. Zur Beweissicherung und zur besseren Unterscheidung von natürlicher und induzierter Seismizität kann es jedoch sinnvoll sein, eine zusätzliche Station nahe eines Bohrstandorts zu installieren. Aktuell verdichtet der SED zu diesem Zweck beispielsweise im Auftrag der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) sein Netzwerk, um Erkundungsbohrungen in der Nordostschweiz zu überwachen.

28.01.2019

Erdbeben in der Schweiz im Jahr 2018

Über 900 Erdbeben mit Magnituden zwischen -0.2 und 4.1 zeichnete der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich vergangenes Jahr in der Schweiz und im angrenzenden Ausland auf. 25 davon hatten eine Magnitude von 2.5 oder grösser. Ab dieser Stärke spürt sie die Bevölkerung in der Regel. 2018 geht damit als durchschnittliches Erdbebenjahr in die Geschichte ein, das uns dennoch viel lehrt. Denn jedes noch so kleine Beben liefert wertvolle Informationen über den Untergrund und verbessert damit die Abschätzung künftiger Beben.

Dank des dichten und hochempfindlichen Erdbebenmessnetzes der Schweiz können an den meisten Orten in der Schweiz bereits kleinste Beben erfasst und ausgewertet werden. Sie zeigen auf, wo sich aktuell und über die Jahre hinweg aktivere oder weniger aktive Verwerfungen befinden und gewähren Einblicke in die Bruchprozesse tief unter unseren Füssen. Die von Erdbeben ausgelösten seismischen Wellen verraten zudem etwas über den Untergrund, den sie durchlaufen. Die Geschwindigkeit mit der sie sich fortbewegen erlaubt beispielsweise Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften des Gesteins an dieser Stelle. Diese Erkenntnisse tragen zu einer akkurateren Gefährdungsabschätzung bei, weshalb auch ruhigere Erdbebenjahre einen wichtigen Erkenntnisgewinn liefern.

Die stärksten und von der Schweizer Bevölkerung am weiträumigsten verspürten Beben ereigneten sich am 17. Januar sowie am 1. Februar 2018 nahe der Grenze im österreichischen Klostertal (Montafon). Beiden Beben erreichten eine Magnitude von 4.1. Das mit einer Magnitude von 3.2 grösste Beben innerhalb der Schweiz ereignete sich am 23. August nahe der Dents de Morcles im Kanton Wallis. Beim SED gingen an die 400 Verspürtmeldungen zu diesem Beben ein, hauptsächlich aus dem Rhonetal, in dem der weiche Untergrund die Erschütterungen besonders verstärkte. Weitere von der Bevölkerung teils deutlich wahrgenommene Erdbeben ereigneten sich unter anderen nahe Châtel-St-Denis an der Grenze der Kantone Waadt und Freiburg am 15. und 16. Mai (Magnitude 3.1 und 2.9), im Kanton Wallis bei Martigny am 3. November (Magnitude 2.9) und nahe Freiburg am 29. Dezember (Magnitude 2.9). Lediglich die Beben im Klostertal führten zu kleineren Schäden wie Rissen in Fassaden.

Zudem traten auch im vergangenen Jahr einige bemerkenswerte Erdbebenschwärme auf. Dabei ereignen sich über einen längeren Zeitraum zahlreiche Beben, ohne dass eine klare Abfolge von Vor-, Haupt- und Nachbeben besteht. Hervorzuheben ist eine Serie von Erdbeben nordöstlich von St. Léonard nahe Sion im Kanton Wallis. Diese Sequenz steht im Zusammenhang mit einer Verwerfung, an der seit 2014 immer wieder Phasen mit erhöhter seismischer Aktivität beobachtet wurden. Sie ist vermutlich Teil der Rhone-Simplon-Verwerfung, die sich in diesem Bereich in einzelne Segmente aufzuteilen scheint. Eine weitere erwähnenswerte Bebensequenz trat im Grenzgebiet zwischen Italien, Frankreich und der Schweiz auf, im Osten des Mont Blanc Massives. Der SED lokalisierte in diesem Gebiet letztes Jahr an die 100 Erdbeben mit Magnituden zwischen 0 und 2.2.

Allgemein gesehen konzentrierte sich die Erdbebenaktivität im Jahr 2018, wie in den vergangenen Jahren, vor allem auf das Wallis, den Kanton Graubünden und die Gebiete entlang der Alpenfront. Trotz dieser Konzentration zeigt sich über einen längeren Zeitraum, dass es hierzulande keine Regionen ohne Erdbeben gibt. Im langjährigen Durchschnitt ereignet sich im Erdbebenland Schweiz alle 50 bis 150 Jahre ein folgeschweres Beben mit einer Magnitude von 6 oder grösser.

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17.01.2019

Experiment untersucht, wie geklüfteter Fels CO2 zurückhält

Experiment untersucht, wie geklüfteter Fels CO2 zurückhält

Um die ambitionierten UN-Klimaziele zu erreichen, genügt es nicht, lediglich den Ausstoss von Treibhausgasen zu vermindern. Eine ergänzende Option besteht darin, CO2 direkt aus industrieller Produktion oder aus der Atmosphäre abzuscheiden und dauerhaft im tiefen Untergrund zu speichern. Sogenannte negative Emissionen lassen sich jedoch nur erreichen, wenn das abgeschiedene CO2 für Jahrhunderte sicher gelagert bleibt. Einmal ins Reservoir injiziert, könnte das CO2 auf zwei Arten wieder entweichen: Durch bestehende Bohrungen, oder durch bestehende Störzonen im Deckgestein. Ein intaktes Deckgestein ist wichtig, um das Reservoir abzudichten. Störzonen im Deckgestein, die durch die Injektion aktiviert werden könnten, beeinflussen nicht nur, wie gut das CO2 langfristig zurückgehalten wird. Sie sind auch die Stelle, an der Erdbeben stattfinden können.

Derzeit werden die physikalischen und chemischen Prozesse nicht vollständig verstanden, die beeinflussen, ob und wie CO2 durch Störzonen entweicht. Ebenfalls unklar ist, welchen Einfluss CO2-Injektionen auf Verformungen des Gesteins und chemische Interaktionen haben, die Erdbeben auslösen können. Zudem weiss man erst wenig über die spezifischen Bedingungen im Schweizer Untergrund. Dies macht es derzeit schwierig zu beurteilen, in welchem Umfang unterirdische CO2-Speicherung hierzulande eine Option sein könnte. Aus diesen Gründen führen Wissenschaftler des Schweizerischen Erdbebendienstes an der ETH Zürich und des SCCER-SoE ein Experiment durch, für das sie mit dem Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik und dem Institut für Geophysik der ETH Zürich sowie der Swisstopo und der EPFL zusammenarbeiten. Das im Felslabor Mont Terri durchgeführte Experiment ist Teil des ELEGANCY-Projekts, welches von der EU-Kommission und dem Bundesamt für Energie finanziert wird.

Die Wissenschaftler untersuchen, wie sich CO2 in geklüftetem Fels bewegt, unter welchen Bedingungen induzierte Seismizität auftritt und wie ein solches Reservoir am besten überwacht werden soll. Dazu werden sie kleine Mengen von CO2-angereichertem Salzwasser in ein Bohrloch injizieren, das eine kleine Störzone durchstösst. Um herauszufinden, wie der zerklüftete Fels in dieser Störzone auf das CO2 reagiert, werden sie die Stabilität des Felsens beobachten und untersuchen wie Scherverschiebungen, Porendruck und Fliesswege zusammenhängen. Aktive und passive seismische Sensoren werden Veränderungen der seismischen Geschwindigkeiten nahe der Injektion überwachen und mögliche Mikroerdbeben mit Magnituden von unter Null erfassen.

Im Unterschied zu einem operationellen, grossen CO2-Speicherungsprojekt untersucht dieses Experiment die relevanten Prozesse nur mit kleinen Mengen an CO2-angereichertem Salzwasser. Nichtsdestotrotz werden die gewonnenen Erkenntnisse dazu beitragen, die relevanten Prozesse besser zu verstehen, welche die Bewegungen des CO2 durch Störzonen beeinflussen. Damit leistet das Experiment auch einen Beitrag für eine verbesserte Standortcharakterisierung. Weltweit werden bereits etwas zwanzig CO2-Speicherprojekte betrieben, von denen jedes bis zu drei Millionen Tonnen CO2 pro Jahr abgeschieden und gespeichert hat. Weitere sind in Planung. In der Schweiz ist aktuell kein CO2-Speicherprojekt geplant.

Erfahren Sie mehr über das ELEGANCY-Projekt:

www.sintef.no/elegancy/

www.sccer-soe.ch/research/pilots-demos/elegancy/