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Archiv Aktuelles 2022

25.09.2022

Deutlich spürbares Beben bei Vallorcine (F)

Deutlich spürbares Beben bei Vallorcine (F)

Am Sonntag, den 25. September 2022, ereignete sich um 08:18 Uhr Ortszeit ein Erdbeben bei Vallorcine (F) nahe der Schweizer Grenze mit einer Magnitude 3.7 und einer Tiefe von ca. 6 km.

Das Erdbeben wurde in der Schweiz vor allem in der Region Martigny deutlich verspürt, vereinzelt auch in anderen Ortschaften des Rhonetals und der südlichen Seitentäler. Beim SED gingen in der Stunde nach dem Beben rund 100 Verspürtmeldungen ein. Bei einem Erdbeben dieser Stärke sind keine Schäden zu erwarten.

In der Region von Vallorcine kommt es immer wieder zu Erdbeben, davon fast jedes Jahr auch spürbare. Die grössten Beben der letzten Jahre waren am 8. Sept. 2005 (Magnitude 4.9) und am 23. Juni 2020 (Magnitude 3.8).

19.09.2022

Seismometer erfasst erstmals Meteoriteneinschläge auf dem Mars

Meteoriten schlagen auf dem Mars häufig auf und bilden eine markante Kraterlandschaft. Dies deshalb, weil der rote Planet anders als die Erde nur eine dünne Atmosphäre besitzt und näher am Asteroidengürtel unseres Sonnensystems liegt. Nun gelang es Forschenden unter Beteiligung des Marsbebendienstes und der ETH Zürich im Rahmen der NASA InSight Mission, die Einschläge von vier Meteoriten mit dem Seismometer der Raumsonde zu erfassen. Es handelt sich dabei um die ersten Messungen von Bodenerschütterungen durch solche Einschläge auf den Mars.

Ausschlaggebend für die Entdeckung war ein Meteorit, der die Marsatmosphäre am 5. September 2021 durchdrang. Dabei spaltete er sich in mindestens drei Teile, die beim Einschlag auf die Marsoberfläche Krater hinterliessen. Die Krater liegen im Gebiet des Elysium Planitia, wie ein Erkundungsflug des NASA Mars Reconnaissance Orbiter bestätigte, etwa 100 km von der InSight-Station entfernt. Die drei Einschläge und die davon ausgehenden Druckwellen erzeugten Erschütterungen, die klar in den seismischen Daten zu erkennen sind. Die Forschenden analysierten deshalb erneut frühere seismische Aufzeichnungen und entdeckten dabei drei weitere Meteoriteneinschläge. Sie vermuten, dass sich in der Vergangenheit weitere Einschläge ereignet haben, die allerdings im Hintergrundrauschen der seismischen Signale verborgen bleiben. Auslöser für dieses Rauschen sind starke Winde und saisonale Änderungen der Atmosphäre.

Meteoriteneinschläge auf die Marsoberfläche verraten viel über die Geschichte des roten Planten. Indem man nachvollziehen kann, wie oft Krater von verschiedener Grösse entstehen, lässt sich rückblickend ermitteln, wie und über welchen Zeitraum sich die heutige Marsoberfläche geformt hat. Zusammen mit Satellitenaufnahmen lässt sich zudem die Flugbahn eines Meteoriten und die Grösse der ausgelösten Schockwelle rekonstruieren. Die gewonnen Erkenntnisse sind in einem kürzlich erschienen Artikel in «Nature Geoscience» beschrieben.

10.09.2022

Erdbeben der Magnitude 4.7 im Elsass in weiten Teilen der Schweiz deutlich verspürt

Am späten Samstagnachmittag des 10. September 2022 hat sich um 17:58 Uhr im Elsass, in der Nähe der Ortschaft Sierentz (F) etwa 15 km nördlich von Basel, ein Erdbeben der Magnitude 4.7 ereignet. Das Beben fand in einer Tiefe von ca. 12 km statt. Leichte Schäden sind bei einem Erdbeben dieser Stärke in der Nähe des Epizentrums möglich. Die Erschütterungen des Bebens waren in der gesamten Nordschweiz deutlich zu spüren. In der ersten Stunde nach dem Beben sind beim Schweizerischen Erdbebendienst an der ETH Zürich tausende Meldungen aus der Bevölkerung eingegangen. Die Webseiten des SED waren zum Teil überlastet. Eingereichte Verspürtmeldungen können wir auswerten, auch wenn beim Absenden eine Fehlermeldung angezeigt wurde, wie von einigen Nutzer und Nutzerinnen berichtet wurde.

Rund zehn Minuten nach dem Hauptstoss, um 18:07 (Lokalzeit), ereignete sich bereits ein erstes Nachbeben mit einer Magnitude von 2.8, das in der Nähe des Epizentrums ebenfalls verspürt werden konnte. Die Beben stehen in tektonischem Zusammenhang mit dem seismisch aktiven Rheingraben, der sich zwischen den Vogesen und dem Schwarzwald in nord-südlicher Richtung erstreckt. Erdbeben sind in dieser Region nichts Aussergewöhnliches, wobei ein Beben dieser Magnitude in dieser Region nur etwa alle zehn bis zwanzig Jahre auftritt. In der Region Sierentz (F) hat es im Jahr 1980 eine Sequenz von Erdbeben gegeben, das Stärkste hatte eine Magnitude von 4.4.

Es ist wahrscheinlich, dass sich in den nächsten Stunden und Tagen weitere, möglicherweise auch spürbare Nachbeben ereignen werden. Nach jedem Erdbeben besteht zudem eine kleine Wahrscheinlichkeit von 3 bis 5 Prozent, dass sich ein Beben mit einer ähnlich grossen oder gar grösseren Magnitude ereignet. Zwischen  den beiden Erdbeben, die sich am Samstagmorgen im Wallis ereignet haben und vereinzelt auch verspürt wurden, und den Beben im Elsass besteht unserer Einschätzung nach keine Verbindung.

07.09.2022

Verspürtes Nachbeben bei Triesenberg (FL)

Am Mittwoch, 7. September 2022, hat sich um 12:23 Uhr (Lokalzeit) bei Triesenberg (FL) südöstlich von Vaduz in einer relativ geringen Tiefe von ungefähr 2 km ein Erdbeben der Magnitude 2.4 ereignet. Bei diesem Erdbeben handelt es sich um ein weiteres verspürtes Nachbeben des Hauptbebens mit einer Magnitude von 3.9, das sich am 1. September 2022 am gleichen Ort ereignet hat (siehe Aktuellbeitrag vom 01.09.2022). Beim Schweizerischen Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich gingen zum bisher stärksten Nachbeben vom 7. September mehr als 100 Verspürtmeldungen aus der nahen Umgebung ein, mehrheitlich aus den Orten Vaduz, Triesenberg und Triesen. Bei einem Erdbeben dieser Stärke sind in der Regel keine Schäden zu erwarten.

Solche Nachbeben sind keine Seltenheit. Aufgrund dessen werden vom Schweizerischen Erdbebendienst nach einem breit verspürten Beben oft mobile Nachbebenstationen in der Nähe des Hauptbebens installiert. Diese Messinstrumente erlauben es, aktuelle Erdbebensequenzen besser zu erfassen und wissenschaftlich zu untersuchen. Im Bild oben sieht man die Nachbebenstation beim Berggasthaus Sücka sowie die registrierte Bodengeschwindigkeit, welche dieses Nachbeben verursacht hat.

01.09.2022

Deutlich verspürtes Erdbeben bei Triesenberg (FL)

Deutlich verspürtes Erdbeben bei Triesenberg (FL)

Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich hat am Donnerstag, 1. September 2022, um kurz vor 14 Uhr Ortszeit bei Triesenberg (FL) südöstlich von Vaduz ein Erdbeben der Magnitude 3.9 registriert. Das Beben ereignete sich in relativ geringer Tiefe von etwa 2 km unter der Oberfläche und wurde insbesondere in der Nähe des Epizentrums stark verspürt. Aufgrund der geringen Tiefe sind lokal kleinere durch das Erdbeben verursachte Risse im Verputz möglich, grösseren Schäden sind jedoch nicht zu erwarten.

In den ersten Minuten nach dem Beben sind beim SED über 700 Verspürtmeldungen zu dem Beben eingegangen. Die meisten Meldungen kamen von Personen, die sich in weniger als 30 km zum Beben aufhielten, aber auch von etwas weiter entfernten Orten wie St. Gallen oder Chur. Vereinzelte Meldungen gingen zudem aus den Regionen Schaffhausen, Zürich und Luzern ein.

Etwa 20 Sekunden vor dem Beben gab es ein Vorbeben der Stärke 2.1. Bisher gab es nur ein grösseres Nachbeben, das im engeren Epizentralgebiet deutlich verspürt wurde: am nachfolgenden Morgen, den 2. September um 6:44 Uhr mit einer Magnitude von 2.2. Es ist aber durchaus möglich, dass sich in den nächsten Stunden und Tagen weitere auch spürbare Nachbeben ereignen. Es besteht zudem eine kleine Wahrscheinlichkeit, dass sich ein grösseres Beben ereignet.

Das letzte Beben mit einer vergleichbaren Magnitude von 4.1 in der Schweiz ereignete sich bei Porrenturry (JU) im Dezember 2021. Beben dieser Stärke sind in der Schweiz und im grenznahen Umland in etwa einmal pro Jahr zu erwarten. Das letzte in der Region weiträumig spürbare Erdbeben ereignete sich am 25. Oktober 2020 in der Nähe von Elm (GL) mit einer Magnitude von 4.3. In Sargans (SG) bebte die Erde mit einer Magnitude von 4.1 am 12. Dezember 2013 gefolgt von einem ebenfalls deutlich spürbaren Nachbeben mit einer Stärke von 3.7 am 27. Dezember 2013. 2009 erschütterte zudem ein Beben mit einer Magnitude von 4.1 mit Epizentrum bei Buchs die Region. Historisch sind zwei grössere Schadenbeben in der Region Gams, Grabs, Wildhaus bekannt, die sich in den Jahren 1795 und 1796 ereignet haben. Kleinere Schadenbeben trafen die Region in den Jahren 1881 und 1898.

Das St. Galler Rheintal gehört zu den Gebieten mit erhöhter Erdbebengefährdung der Schweiz. Die Wahrscheinlichkeit für stärkere Erdbeben ist dort höher als im Mittelland, aber geringer als im Wallis oder in der Region Basel. Starke Erdbeben können in der Schweiz im Prinzip jederzeit und überall auftreten, Beben mit Magnitude 6 oder mehr sind etwa einmal innerhalb von 50 bis 150 Jahren zu erwarten. Eine erdbebensichere Bauweise ist der beste Schutz vor Erdbeben.

28.07.2022

Seismometer zur Überwachung des Vulkans Santiaguito in Guatemala

Wo es Vulkane gibt, bebt die Erde häufig – in diesen Regionen künden Erdbeben oft vulkanische Aktivitäten an. Sowohl Erdbeben als auch Vulkane kommen hauptsächlich an den Bruchstellen sich verschiebender tektonischer Platten vor. Ein typisches Beispiel dafür ist Guatemala: Das Land in Mittelamerika, das auf dem gleichnamigen Mittelamerikagraben liegt, verfügt über 43 Vulkansysteme, von denen 25 als aktiv gelten und von denen drei (Pacaya, Fuego und Santiaguito) täglich eruptive Aktivität zeigen. Wie Erdbeben sind auch vulkanische Aktivitäten und die damit verbundenen Gefahren schwer vorherzusagen und erfordern eine genaue Überwachung. Dazu gehört in der Regel ein seismisches Netzwerk, mit dem die Hintergrundaktivität gemessen werden kann. Diese Aufzeichnungen ermöglichen es, in Echtzeit auf Ereignisse zu reagieren und die lokale Bevölkerung zu warnen, bevor ihr Leben von den Gefahren der Vulkane bedroht wird. Genau an einem solchen Projekt in Guatemala ist derzeit der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich beteiligt. 

Mit Unterstützung der Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA) und gemeinsam mit der guatemaltekischen NGO Vivamos Mejor hilft der SED dem guatemaltekischen Nationalen Institut für Seismologie, Vulkanologie, Meteorologie und Hydrologie (INSIVUMEH), eine seismische Überwachung des Santiaguito aufzubauen, der zu den aktiven Vulkanen Guatemalas gehört. Diese Zusammenarbeit ist Teil eines grösseren DEZA-Projekts, das darauf abzielt, das vom Santiaguito ausgehende Risiko für die lokale Bevölkerung zu mindern. Der im Südwesten Guatemalas gelegene Santiaguito gilt als der Vulkan Mittelamerikas, der das höchste Risiko darstellt. Durch die genaue Überwachung der seismischen Aktivität unter dem Vulkan können die Forschenden Ausbruchsphasen besser vorhersagen. Zu den weiteren Hauptgefahren am Santiaguito gehören heftige Schlammströme, sogenannte Lahare, und verheerende pyroklastische Ströme, die ein Gemisch aus Gestein, Gas und Asche enthalten und sich sehr schnell ausbreiten. Diese beiden Gefahren stellen ein hohes Risiko für die umliegenden Gemeinden dar.

Das INSIVUMEH installiert derzeit ein seismisches Netzwerk auf dem und um den Vulkan. Die Aufgabe des SED-Teams besteht zunächst darin, die erfolgreiche Einrichtung des Netzwerkes und die damit verbundene Datenverarbeitung sicherzustellen. Daher reisten Forschende des SED Ende Juni nach Guatemala, um die Pläne bezüglich des seismischen Netzwerkes und der Datenverarbeitung nebst deren Fortschritten zu überprüfen. Darüber hinaus hatte das Team die Gelegenheit, den Vulkan zu besuchen und sich ein besseres Bild von den Gefahren zu machen, die er für die örtlichen Gemeinden birgt. Das Netzwerk soll in diesem Sommer fertiggestellt werden. Bis Ende des Jahres wird zudem ein Ereigniskatalog mit Beispielen für seismische Aufzeichnungen von Lahar-Flüssen und vulkanisch-tektonischen Erdbeben zur Verfügung stehen. Im Rahmen früherer Forschungsprojekte in Mittelamerika zum Aufbau der Erdbebenfrühwarnung (EWARNICA / ATTAC) hat der SED eine enge Beziehung zum INSIVUMEH geknüpft und kann somit auf frühere Erfahrungen in dieser Region und insbesondere in Guatemala zurückgreifen.

Sobald das Netzwerk betriebsbereit ist, wird das SED-Team wissenschaftliche Instrumente entwickeln, um die Überwachung des Santiaguito zu verbessern. Während des zweijährigen Projekts wollen die Forschenden ein Geschwindigkeitsmodell erstellen, das zu einem besseren Verständnis der vulkanisch-tektonischen Seismizität beiträgt und die Verfolgung sich verändernder Seismizität ermöglicht. Ausserdem soll eine Methode erarbeitet werden, mit der Lahar-Ströme an den oberen Hängen des Vulkans schnell erkannt werden, so dass die Gemeinden flussabwärts gewarnt werden können.

09.07.2022

Beben in Süddeutschland in der Nordschweiz verspürt

Beben in Süddeutschland in der Nordschweiz verspürt

Ein Beben der Magnitude 4.2 ereignete sich am Samstag, 9. Juli 2022, um 13:47 Uhr (Ortszeit) bei Hechingen, nordwestlich von Albstadt, auf der Schwäbischen Alb, etwa 65 km von der Schweizer Grenze entfernt, in einer Tiefe von etwa 8 km. Das Beben wurde in der Nordschweiz verbreitet verspürt, bis etwa Luzern (ca. 150 km Entfernung). Dies belegen die mehr als 330 Verspürtmeldungen, die in den ersten 30 Minuten nach dem Beben beim Schweizerischen Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich eingegangen sind.

Das Gebiet der Schwäbischen Alb ist eine bekannte seismische Zone, die wiederholt von Erdbeben erschüttert wird. So ereignete sich 1978 ein Erdbeben der Magnitude 5.7, das circa 8'500 Gebäude beschädigte und 25 Personen verletzte. Bei einem Erdbeben der Stärke 4.2 wie am 9. Juli 2022 können lediglich in der Nähe des Epizentrums vereinzelt leichte Schäden an empfindlichen Gebäuden, die auf lockerem Boden stehen, auftreten.

11.05.2022

Grösstes Marsbeben seit Beginn der InSight-Mission der NASA beobachtet

Am 4. Mai 2022 entdeckte der InSight-Lander der NASA das stärkste jemals auf einem anderen Planeten beobachtete Beben: ein Ereignis mit einer geschätzten Magnitude von 5. Das stärkste zuvor aufgezeichnete Beben auf dem roten Planeten hatte eine Magnitude von 4.2 und wurde am 25. August 2021 erfasst.

Entdeckt hat das Magnitude-5-Beben ein Doktorand der ETH Zürich, der an dem Tag, an dem die Daten die Erde erreichten, für den Marsbebendienst den Datensatz analysierte. Das Beben erhielt die Bezeichnung S1222a, da es sich am Marstag Sol 1.222 ereignete. Das Beben war aufgrund seiner Grösse leicht zu erkennen, es löste das bei weitem stärkste seit Beginn der Mission aufgezeichnete Signal aus. Dies obwohl es in einer Jahreszeit stattfand, in der fast keine Marsbeben beobachtet werden. Grund sind die starken Winde auf dem Mars, welche die Signale stören.

Ein Beben mit einer Magnitude von 5 hat eine mittlere Stärke im Vergleich zu jenen, die auf der Erde auftreten. Das kürzlich aufgezeichnete Marsbeben liegt aber nahe an der Obergrenze der Magnitude, die Wissenschaftler während der InSight-Mission auf dem Mars zu beobachten hofften. Das Wissenschaftsteam wird das Marsbeben nun genauer analysieren, um nähere Angaben zum Ort des Bebens und der Art seiner Quelle machen zu können sowie Rückschlüsse über das Innere des Mars zu ziehen.

Kurz nach der Aufzeichnung des Ereignisses ging InSight aufgrund anhaltender Energieversorgungsprobleme in den Sicherheitsmodus über. In diesem schaltet das Raumfahrzeug alle Funktionen ausser den absolut notwendigen aus, um Energie zu sparen. Grund dafür ist die zunehmende Staubschicht auf den Sonnenkollektoren des InSight Landers. Es ist daher möglich, dass S1222a eines der allerletzten Ereignisse ist, die InSight aufzeichnete. Wenn man bedenkt, dass bereits über 1’300 Ereignisse katalogisiert wurden, sieht es ganz so aus, als habe sich der Mars die Krönung bis zum Schluss aufgehoben.

InSight ist mit einem hochempfindlichen Seismometer ausgestattet, das vom Centre National d'Études Spatiales (CNES) in Frankreich bereitgestellt wird, sowie mit einem Digitalisierer der ETH Zürich in der Schweiz. Das Team der ETH Zürich koordiniert in enger Zusammenarbeit mit dem Schweizerischen Erdbebendienst auch den Marsbebenbebendienst, der die Daten auf seismische Energie untersucht, Marsbeben beschreibt und den Marsbebenkatalog erstellt.

28.04.2022

Neue Erdbebenanalysen stärken die Katastrophenvorsorge in Europa

Im 20. Jahrhundert haben Erdbeben in Europa mehr als 200'000 Todesopfer gefordert und Schäden in Höhe von über 250 Milliarden Euro verursacht (EM-DAT). Umfassende Analysen der Erdbebengefährdung und des Erdbebenrisikos spielen eine bedeutende Rolle, wenn es darum geht, die Auswirkungen katastrophaler Erdbeben zu verringern. Das kürzlich veröffentlichte aktualisierte Erdbebengefährdungsmodell sowie das erste Erdbebenrisikomodell für Europa stellen die Grundlagen bereit, um die Erdbebenprävention zu stärken und die Bevölkerung widerstandsfähiger zu machen. Die Modelle verbessern das Verständnis darüber, wo starke Erschütterungen am ehesten auftreten und welche Auswirkungen künftige Erdbeben in Europa haben werden. Seismologinnen, Geologen und Ingenieurinnen aus ganz Europa entwickelten die Modelle, mit führender Beteiligung von Mitarbeitenden des Schweizerischen Erdbebendienstes und der Gruppe für Seismologie und Geodynamik an der ETH Zürich. Die Forschungsarbeiten wurden durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union gefördert.

Erdbeben können weder verhindert noch genau vorhergesagt werden. Erdbebengefährdungs- und Erdbebenrisikomodelle ermöglichen es jedoch, wirksame Vorsorgemassnahmen festzuschreiben und damit die Auswirkungen auf Gebäude und ihre Bewohner erheblich zu verringern. Die Europäischen Erdbebengefährdungs- und Erdbebenrisikomodelle 2020 beschreiben, wo durch Erdbeben ausgelöste Erschütterungen zu erwarten sind, wie stark und wie häufig diese auftreten und welche möglichen Auswirkungen sie auf die bebaute Umwelt und auf Menschen haben. Zu diesem Zweck wurden alle den Modellen zugrundeliegenden Datensätze aktualisiert und harmonisiert – ein komplexes Unterfangen angesichts der riesigen Datenmengen und der stark unterschiedlichen tektonischen Gegebenheiten in Europa. Eine solche Harmonisierung ist unabdingbar, um wirksame länderübergreifende Strategien zur Katastrophenvorsorge zu etablieren, wie beispielsweise die Festlegung von Versicherungskonzepten oder die Bestimmung von zeitgemässen Bauvorschriften auf europäischer (z. B. Eurocode 8) und nationaler Ebene. In Europa beschreibt Eurocode 8 die empfohlenen Normen für eine erdbebengerechte Bauweise von Neubauten und für die Ertüchtigung bestehender Gebäude mit dem Ziel, die Auswirkungen von Erdbeben einzudämmen. Das aktualisierte Europäische Erdbebengefährdungsmodell sowie das neue Erdbebenrisikomodell sind frei zugänglich inklusive der ihnen zugrundeliegenden Datensätze.

Erweiterte Datensätze verbessern das aktualisierte Erdbebengefährdungsmodell

Die Erdbebengefährdung beschreibt potenzielle Bodenerschütterungen durch künftige Erdbeben und beruht auf dem Wissen über vergangene Erdbeben, der Geologie, Tektonik und den lokalen Bedingungen an beliebigen Orten in ganz Europa. Das kürzlich publizierte Europäische Erdbebengefährdungsmodell 2020 (ESHM20) ersetzt das Vorgängermodell aus dem Jahr 2013.

Die erweiterten Datensätze, welche in die neue Version des Modells integriert worden sind, ermöglichen eine umfassendere Beurteilung der Erdbebengefährdung in Europa. Diese hat zur Folge, dass die Einschätzungen der zu erwartenden Bodenerschütterungen in den meisten Teilen Europas im Vergleich zum Modell von 2013 nach unten korrigiert wurden und damit im Fall der Schweiz näher am nationalen Modell liegen. Hiervon ausgenommen sind einige Regionen in der westlichen Türkei, Griechenland, Albanien, Rumänien, im Süden Spaniens und Portugals. Dort wurden die Einschätzungen der zu erwartenden Bodenerschütterungen nach oben angepasst. Das aktualisierte Modell bestätigt die Türkei, Griechenland, Albanien, Italien und Rumänien als die Länder mit der höchsten Erdbebengefährdung in Europa, gefolgt von den anderen Ländern des Balkans. Aber auch in Regionen mit niedriger oder mässiger Gefährdungseinschätzung können jederzeit schadenbringende Erdbeben auftreten.

Neben diesen Erkenntnissen bilden spezifische Erdbebengefährdungskarten des aktualisierten europäischen Erdbebengefährdungsmodells eine wichtige Informationsgrundlage für die zweite Generation der Eurocode 8 Normen. Diese können als wichtige Referenz für nationale Normen dienen, wobei die nationalen Modelle, sofern vorhanden, die massgeblichen Grundlagen für die Baunormen und weitere Aspekte der Erdbebenvorsorge auf nationaler, regionaler und lokaler Ebene liefern. Die Berücksichtigung von Erdbebengefährdungsmodellen in Vorschriften für eine erdbebengerechte Bauweise trägt dazu bei, Gebäude angemessen gegen Erdbeben abzusichern. Eine erdbebengerechte Bauweise ist eine der wirksamsten Massnahmen, um die europäische Bevölkerung besser vor Erdbeben zu schützen.

Ältere Gebäude, eine hohe Erdbebengefährdung und städtische Gebiete bestimmen das Erdbebenrisiko

Das Erdbebenrisiko beschreibt die erwarteten Folgen eines Erdbebens auf die Bevölkerung und die Wirtschaft. Um das Erdbebenrisiko zu bestimmen, werden Informationen über den lokalen Untergrund, die Dichte von Gebäuden und Menschen, die Verletzbarkeit des Gebäudebestandes sowie robuste Einschätzungen der Erdbebengefährdung benötigt. Gemäss dem Europäischen Erdbebenrisikomodell 2020 (ESRM20) ist das Erdbebenrisiko dort am höchsten, wo es viele ältere, das heisst vor den 1980er Jahren errichtete Gebäude gibt, in städtischen Gebieten und wo eine hohe Erdbebengefährdung besteht.

Obwohl die meisten europäischen Länder über neuere Bauvorschriften und -normen ver­fügen, die einen angemessenen Schutz vor Erdbeben gewährleisten, gibt es noch immer viele nicht oder nur unzureichend ertüchtigte ältere Gebäude. Sie bergen ein höheres Risiko für ihre Bewohner. Das höchste Erdbebenrisiko betrifft daher insbesondere städtische Gebiete, die zudem oft eine Geschichte von schadenbringenden Erdbeben aufweisen und damit Städte wie Istanbul und Izmir in der Türkei, Catania und Neapel in Italien, Bukarest in Rumänien und Athen in Griechenland. Allein auf diese vier Länder entfallen fast 80 % des modellierten wirtschaftlichen Schadens von 7 Milliarden Euro, den Erdbeben im jährlichen Durchschnitt in Europa verursachen. Aber auch Städte wie Zagreb (Kroatien), Tirana (Albanien), Sofia (Bulgarien), Lissabon (Portugal), Brüssel (Belgien) und Basel (Schweiz) tragen ein überdurchschnittlich hohes Erdbebenrisiko verglichen mit weniger exponierten Städten wie Berlin (Deutschland), London (Vereinigtes Königreich) oder Paris (Frankreich).

Die Entwicklung der Modelle beruht auf einer gemeinsamen Anstrengung – die Rolle der ETH Zürich

Ein Kernteam von Forschenden aus verschiedenen Einrichtungen in ganz Europa, mit führender Beteiligung der ETH Zürich, hat gemeinsam an der Entwicklung des ersten offen zugänglichen Erdbebenrisikomodells für Europa und an der Aktualisierung des europäischen Erdbebengefährdungsmodells gearbeitet. Sie haben an einem Vorhaben mitgewirkt, das vor mehr als 30 Jahren begann und an dem Tausende von Menschen aus ganz Europa beteiligt waren. Diese Anstrengungen wurden in all diesen Jahren durch mehrere von der Europäischen Kommission finanzierte Projekte und durch nationale Gruppen unterstützt.

Forschende des Schweizerische Erdbebendienstes (SED) und der Gruppe für Seismologie und Geodynamik an der ETH Zürich leiteten zahlreiche dieser Projekte. Am SED ist zudem EFEHR (European Facilities for Earthquake Hazard and Risk) beheimatet. EFEHR ist ein gemeinnütziges Netzwerk, das sich der Entwicklung und Aktualisierung von Erdbebengefährdungs- und Risikomodellen im europäisch-mediterranen Raum verschrieben hat. Die ETH Zürich übernimmt damit eine zentrale Drehscheibenfunktion für die Datensammlung- und Aufbereitung, den offenen Zugang zu Erdbebengefährdungs- und Risikomodellen inklusive aller Grundlagendatensätze sowie den Wissensaustausch.

Medienmitteilung herunterladen (PDF)

28.04.2022

Was bedeutet die Veröffentlichung der europäischen Erdbebengefährdungs- und Risikomodelle für die Schweiz?

Im Frühling 2022 wurde ein aktualisiertes Erdbebengefährdungsmodell und das erste frei zugängliche Erdbebenrisikomodell für Europa der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Modelle beschreiben, wo, wie häufig und mit welcher Stärke durch Erdbeben ausgelöste Erschütterungen zu erwarten sind und welche möglichen Auswirkungen sie auf Gebäude und ihre Bewohner haben (siehe Medienmitteilung). Im Unterschied zu nationalen Modellen sind die europäischen Modelle über die Landesgrenzen hinweg harmonisiert. Damit unterstützen sie insbesondere länderübergreifende Einschätzungen und damit verbundene Bemühungen, die möglichen Folgen von Erdbeben einzudämmen.

Keine Anpassungen der nationalen Baunormen zu erwarten

Eine wichtige Massnahme zur Erdbebenvorsorge, welche auf Gefährdungsmodellen beruht, ist die Ausgestaltung von Baunormen für eine erdbebengerechte Bauweise. In der Schweiz obliegt diese Aufgabe dem Schweizerischen Ingenieur- und Architektenverband (SIA). Der SIA stützt sich dabei auf die nationale Gefährdungsabschätzung, erstellt vom Schweizerischen Erdbebendienst an der ETH Zürich und letztmals aktualisiert im Jahr 2015. Dies ist gängige Praxis in Ländern und Regionen, für die umfassende Gefährdungsabschätzungen vorliegen. Grund dafür ist, dass nationale Modelle die lokalen Verhältnisse im Unterschied zu europäischen Modellen präziser und höher aufgelöst abbilden. Dennoch wird die zuständige Kommission des SIA das neue europäische Modell genau studieren und mögliche Unterschiede zum nationalen Modell analysieren. Es ist jedoch nicht zu erwarten, dass dies zu einer Anpassung der derzeit geltenden Normen des SIA für eine erdbebengerechte Bauweise führt (SIA 261 «Einwirkung auf Tragwerke»).

Nationales Erdbebenrisikomodell in Arbeit

Im Unterschied zur Erdbebengefährdung gibt es für die Schweiz noch kein nationales Erdbebenrisikomodell. Ein solches erstellt der SED derzeit in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Umwelt und dem Bundesamt für Bevölkerungsschutz. Es wird nächstes Jahr veröffentlicht und in grossem Detailierungsgrad die aufgrund von Erdbeben zu erwarteten Schäden in der Schweiz aufzeigen. Analog zum Erdbebengefährdungsmodell wird auch das nationale Erdbebenrisikomodell die Besonderheiten der Schweiz genauer abbilden als das europäische Modell und daher als erste Referenz für schweizweite Risikoanalysen dienen. Das europäische Modell ist aber hilfreich, wenn es darum geht, länderübergreifende Risikovergleiche anzustellen. Es bietet zudem eine wertvolle Vergleichsbasis für das nationale Modell.

Europäische Resultate bestätigen nationale Gefährdungsanalyse und geben erste Hinweise auf Regionen mit hohem Risiko

Erste Analysen des SED deuten darauf hin, dass sich die europäische Erdbebengefährdungsabschätzung nur in geringem Masse von der nationalen Abschätzung unterscheidet. Beim Erdbebenrisiko fehlt aktuell die Referenz, im europäischen Modell heben sich jedoch Basel und Genf als Orte mit besonders hohem Risiko in der Schweiz ab. In Basel erstaunt das Resultat kaum, kommen dort alle für das Erdbebenrisiko relevanten Aspekte zusammen: eine hohe Dichte an Bewohnern und Sachwerten, eine hohe Erdbebengefährdung und viele verletzliche Gebäude. Genf weist im Vergleich zu Basel eine tiefere Erdbebengefährdung auf. Für das europäische Risikomodell spielt jedoch eine Störungszone in den französischen Alpen als mögliche Quelle für weiter entfernte, aber potentiell grosse Beben eine massgebende Rolle. Hinzu kommen wieder eine hohe Dichte an Bewohnern und Sachwerten sowie ein verletzlicher Gebäudebestand, der zu grossen Teilen auf einem weichen, für Erdbeben schlechten Untergrund gebaut ist (Sedimentbecken). Im Unterschied zu Zürich, das ähnliche Ausgangsbedingungen aufweist, fällt zudem die Kernzone für die kartografische Darstellung im europäischen Modell in Genf auf eine einzelne Zelle, während sie in Zürich auf drei verschiedene verteilt ist. Damit erscheint das Risiko rein optisch für Genf grösser als beispielsweise für Zürich.

Dass weitere urbane oder besonders gefährdete Schweizer Gebiete sich im europäischen Erdbebenrisikomodell nicht stärker abzeichnen, ist darüber hinaus vorwiegend auf zwei Gründe zurückzuführen: Erstens sind Schweizer Städte im europäischen Vergleich eher klein und daher weniger vom Risiko betroffen als andere urbane Grossräume. Zweitens sind die Ergebnisse mit dem jeweiligen Bruttoinlandprodukt (BIP) normalisiert. Das heisst, die Risikoabschätzung berücksichtigt die Möglichkeiten eines Landes, die Folgen eines Erdbebens einzudämmen. Die Schweiz wies 2021 nach Luxemburg das zweithöchste BIP der europäischen Länder auf. Das Schweizer Modell wird die hiesige Erdbebenrisikolandschaft nuancierter abbilden. Einerseits, weil es keiner solchen Gewichtung unterliegt und anderseits, weil es zusätzliche Datensätze miteinbezieht, wie beispielsweise detailliertere Bodenverstärkungskarten und für die Schweiz aufgearbeitete Modelle für die Verletzbarkeit von Gebäuden.

26.01.2022

Erdbeben in der Schweiz im Jahr 2021

Im letzten Jahr registrierte der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich etwas mehr als 1'100 Erdbeben in der Schweiz und den angrenzenden Regionen. Das sind geringfügig weniger als in den vergangenen Jahren, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass im Jahr 2021 kein grösserer Erdbebenschwarm auftrat. Gleichzeitig ereigneten sich mehr Beben mit Magnituden von 2.5 bis 4.1 als im langjährigen Mittel.

Im Jahr 2021 ereigneten sich drei Beben mit Magnituden von 4.0 und mehr und damit überdurchschnittlich viele dieser Grösse. Seit 1975 trat im Durchschnitt etwa ein solches Beben pro Jahr auf. Das erste Beben im vergangenen Jahr mit einer Magnitude von 4.0 erschütterte am 1. Juli das Gebiet rund um den Furkapass. Es wurde vor allem in nördlicher Richtung bis nach Zürich und Schaffhausen wahrgenommen, wie die mehr als 900 eingegangen Verspürtmeldungen belegen. Das Magnitude 4.1-Beben, das sich am 5. Oktober bei Arolla (VS) ereignete, wurde dagegen nur von wenigen Personen fast ausschliesslich aus dem Wallis als verspürt gemeldet. Dieses Beben ist Teil einer seit September 2020 erneut aktiven Erdbebensequenz. Im selben Gebiet bebte es bereits im Jahr 1996 ähnlich stark. Weiterhin aktiv und teils ebenfalls mit spürbaren Beben waren im Wallis die Erdbebenschwärme bei St. Léonard und dem Sanetschpass sowie im Kanton Waadt jener bei les Diablerets.

Das dritte Beben mit einer Magnitude von mehr als 4.0 ereignete sich am 25. Dezember in der Ajoie (JU). Es wurde insbesondere im Jura deutlich wahrgenommen, vereinzelt gingen auch Meldungen aus dem westlichen Mitteland bis nach Lausanne, Bern, Luzern und Zürich ein. Dem Hauptbeben mit einer Magnitude von 4.1 folgten zwei ebenfalls deutlich spürbare Nachbeben mit Magnituden von 3.5 und 3.2. Während das Wallis als Erdbebenregion hinreichend bekannt ist, verdeutlichen die Beben im Jura, dass die ganze Schweiz ein Erdbebenland ist. Obwohl sich das letzte Beben dieser Grösse in der Ajoie vor mehr als 100 Jahren ereignet hat und solche Beben somit eher selten auftreten, sind sie nichts Unerwartetes.

Im langjährigen Durschnitt ereignen sich in und nahe der Schweiz 24 Beben mit einer Magnitude von 2.5 oder mehr. Im Jahr 2021 war diese Zahl mit 32 Ereignissen etwas grösser. Verspürtmeldungen aus der Bevölkerung gingen zu 52 Beben ein, zu zehn meldeten jeweils mehr als 100 Personen ihre Beobachtungen. Die meisten Meldungen aus der Bevölkerung (ca. 1'100) erhielt der SED für die Beben bei Bern mit Magnituden von 2.8 und 3.2, die sich am 03. Februar und 15. März ereigneten. Geschuldet ist dies vor allem der dichten Besiedlung in der Nähe des Erdbebenherds. Auch grenznahe Beben im Ausland sind für die seismische Gefährdung der Schweiz von Bedeutung. Ein Beben mit einer Magnitude von 4.4 am 18. Dezember in Bergamo (Italien) wurde vor allem im Tessin, teilweise auch im Wallis, Graubünden und der Zentralschweiz verspürt. Beim SED gingen dazu rund 1’000 Meldungen ein.

Neben der natürlichen Erdbebenaktivität zeichnet das vom SED betriebene seismische Netzwerk auch von Menschen ausgelöste Erschütterungen auf. Die meisten davon sind Sprengungen, einige aber auch menschgemachte Erdbeben. Letztere unterscheiden sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften nicht von natürlichen Beben. Trotzdem gibt es verlässliche Hinweise, ob ein Beben menschgemacht ist oder nicht, zum Beispiel dessen genauen Entstehungsort im Untergrund sowie der zeitliche und räumliche Zusammenhang mit den von Menschen ausgelösten Spannungsänderungen. Deshalb ist es wichtig, diese Eingriffe mit einem dichten Netzwerk von seismischen Stationen zu überwachen.

Zu diesem Zweck hat der SED sein Netzwerk an verschiedenen Orten der Schweiz ausgebaut. Aktuell unterstützt der SED die Erdbebenüberwachung von fünf Tiefengeothermieprojekten in der Schweiz sowie des BedrettoLabs der ETH Zürich. Zudem betreibt der SED im Auftrag der Nationalen Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (nagra) ein verdichtetes seismisches Netzwerk in der Nordostschweiz, um den Untergrund und die seismische Aktivität an möglichen Endlagerstandorten besser zu verstehen. Gesamthaft übermitteln über 200 Stationen in der ganzen Schweiz laufend ihre Messdaten an den SED und ermöglichen es, ab einer Magnitude von 1.5 flächendeckend alle Erdbeben zu erfassen. Dieser Wert liegt deutlich unter der Spürbarkeitsgrenze. Dort, wo das seismische Netzwerk besonders dicht ist, können zudem noch viel kleinere Beben erfasst werden.

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18.01.2022

Schon zweimal um die Welt: die Wellen des Tonga-Vulkanausbruchs

Der gewaltige unterseeische Vulkanausbruch des Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai-Vulkans in der Südsee am 15. Januar 2022 hat auch die seismischen Stationen des Schweizerischen Erdbebendienstes an der ETH Zürich (SED) zum Zittern gebracht. Die vulkanische Explosion begann um 05:14 Uhr Schweizer Zeit und erzeugte seismische Wellen, die einem Erdbeben mit der einer Magnitude von 5.8 entsprachen. Ungefähr 20 Minuten später erreichten seismische Raumwellen das Schweizer Erdbebennetz, nachdem sie auf direktem Weg durch die Erde gelaufen waren. Diese Raumwellen breiten sich mit Geschwindigkeiten von 5-10 km/Sekunde (36‘000 km/h) aus. Weitere 30 Minuten später trafen seismische Oberflächenwellen in der Schweiz ein, die sich etwas langsamer ausbreiten. Nach dem Abklingen der Oberflächenwellen beobachtete das Schweizer Netz für mehr als zwölf Stunden die Eigenschwingungen der Erde. Dabei schwingt die Erde mit charakteristischen Frequenzen, die von ihrem inneren Aufbau bestimmt werden. Die nach dem Ausbruch beobachtete Eigenschwingung mit einer Periode von ca. 4.5 Minuten wurde schon 1991 beim Ausbruch des philippinischen Vulkans Pinatubo beobachtet.

Solche vulkanischen Explosionen erzeugen auch Druckwellen in der Atmosphäre, wie sie zum Beispiel von der MeteoSchweiz hier beschrieben sind. Infraschall-Wellen, deren Frequenzen unterhalb des hörbaren Schalls liegen (zwischen ca. 15 Hz bis 0.001 Hz), werden in der Atmosphäre nur wenig gedämpft und können über sehr weite Entfernungen gemessen werden. Infraschall breitet sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1‘200 km/h aus. Auf den hochsensiblen Breitband-Messstationen des SED, und auch auf vom SED betriebenen Infraschall-Sensoren, sind diese Wellen ab ca. 20:30 Uhr Schweizer Zeit gut sichtbar. Das ist etwas mehr als 15 Stunden nach dem Eintreffen der Erdbebenwellen. Deutlich zu erkennen ist auch die Dispersion (die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Frequenz) dieser Infraschallwellen: Niedrige Frequenzen breiten sich etwas schneller aus und treffen zuerst ein, gefolgt von immer höheren Frequenzen. Eine erste Periode starker Signale von gut zwei Stunden Dauer, wurde durch die auf direktem Weg zu uns gelangten Wellen verursacht. Ungefähr fünf Stunden später sieht man die Signale, die sich in der entgegengesetzten Richtung ausgebreitet haben, mit deutlich kleineren Amplituden. Am Vormittag des 17. Januars ist dann ein erneuter Ausschlag festzustellen: die Wellen haben die Erde nun zum zweiten Mal umrundet. Auf den seismischen Messstationen haben die Infraschall-Signale bei der automatischen Datenverarbeitung eine Anzahl falscher Erdbeben-Erkennungen (Trigger) verursacht.