Der letzte Erdbebenschwarm in der jüngeren Vergangenheit, der eine annähernd gleich hohe Anzahl an verspürten Beben auslöste, wurde 2003 im Sertigtal (GR) beobachtet. Innerhalb von 26 Tagen ereigneten sich sechs Beben mit einer Magnitude von 2.5 oder mehr, wobei die zwei grössten eine Magnitude von 3.9 aufwiesen. 1992 ereignete sich zudem in Vaduz (FL) ein deutlich spürbares Beben mit einer Magnitude von 4.7, dem in den kommenden sieben Tagen sechs Beben mit Magnituden von 2.5 oder mehr folgten. Weiter zurück in der Vergangenheit und deutlich stärker und aktiver war der Erdbebenschwarm, der zwischen Februar und Mai 1964 im Raum Sarnen zu über 50 verspürten Beben geführt hat. Das grösste ereignete sich am 3. März 1964 und richtete mit einer Magnitude von 5.3 beträchtliche Gebäudeschäden an. Der Blick in die Vergangenheit belegt, dass 16 verspürte Beben innerhalb von zehn Tagen dennoch vergleichsweise selten auftreten.

Im Durschnitt hat sich seit Beginn des Schwarms alle 43 Minuten ein Beben ereignet, das manuell lokalisiert werden konnte (rot umrandet). Die Aktivität ist dabei nicht gleichmässig verteilt, es wechseln sich Phasen gesteigerter Aktivität mit eher ruhigen Perioden. Dies ist auf der Grafik oberhalb deutlich zu erkennen. Sie zeigt, wie sich die Bebenaktivität über die Zeit entwickelt hat. Dabei scheint es, als ereignen sich vor allem nachts mehr kleine Beben. Das ist nicht der Fall, aber aufgrund des geringeren Umgebungslärms (z. B. Strassenverkehr) können nachts mehr kleine Beben aufgezeichnet werden. Die Abbildung umfasst einerseits die über 300 Beben (rot umrandet), die mittels der standardmässigen Auswertung der aufgezeichneten Daten eindeutig bestimmt werden konnten. Anderseits sind weitere, sehr kleine Ereignisse abgebildet. Diese konnten nachträglich durch einen systematischen Vergleich der Wellenformen ermittelt werden, jene der kleinen Beben weisen ähnliche Muster auf wie die der standardmässig aufgezeichneten. Die dazu angewendete Methode des «template-matching» wird derzeit am SED erforscht und weiterentwickelt. Sie ermöglicht, solche Sequenzen noch besser zu verstehen.

Als mögliche Ursache für solche Schwärme werden oft Änderungen der lokalen Spannungsverhältnisse im Gestein diskutiert, die beispielsweise durch Umlagerungen und Bewegungen von Fluiden (z. B. Wasser) hervorgerufen werden können. Ob solche Prozesse auch im gegenwärtigen Schwarm eine grössere Rolle spielen ist Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten am SED.

Erdbebenschwarm auf bekannter Störzone

Der Erdbebenschwarm liegt in einem seismisch sehr aktiven Gebiet, das nördlich von Sion zwischen dem Diablerets und dem Wildhorn verläuft. Auf der Abbildung ist deutlich zu sehen, dass sich die Bebenaktivität bereits in der Vergangenheit auf ein dieses Gebiet konzentrierte. Die grauen Kreise zeigen die Beben, welche seit 1984 instrumentell erfasst wurden. Der aktuelle Erdbebenschwarm, gekennzeichnet durch die roten Kreise, liegt in der Mitte dieser Aktivitätszone. Unweit davon liegen die Epizentren einiger grösseren historischen Beben (blaue Sterne). Der Erdbebenschwarm vom November 2019 ereignet sich demnach in einem Gebiet, dass historisch für seine seismische Aktivität bekannt ist und wo auch künftig mit zahlreichen kleinen und vereinzelt grösseren Beben zu rechnen ist. Wie genau sich die seismische Aktivität in diesem Gebiet entwickelt, lässt sich jedoch nicht vorhersagen.

Weshalb bebt es in diesem Gebiet?

Das Wallis ist, im Vergleich zu anderen Gebieten der Schweiz, durch eine erhöhte Verformung des Untergrunds (Deformation) gekennzeichnet. Diese äussert sich sowohl in Form einer vertikalen Hebung als auch in einer horizontalen Deformation und hängt mit den gebirgsbildenden Prozessen der Alpen zusammen. Aus geologischer Sicht stellt die Rhone-Simplon Verwerfung eine der wichtigsten Störzonen in der Region dar. Sie verläuft im Bereich von Sion entlang des Nordrandes des Rhonetals. Die Seismizität im Bereich der helvetischen Decken nördlich des Rhonetals steht daher wahrscheinlich in Zusammenhang mit den Deformationsprozessen entlang der Rhone-Simplon Verwerfung, aber eventuell auch mit den tiefer liegenden Hebungsprozessen im Bereich des Aar Massivs und des Aiguilles Rouge/Mont Blanc Massivs. Ein verbessertes Verständnis dieser tektonischen Prozesse und ihrer Auswirkungen auf die heutige Seismizität sind Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten beim SED.

Welchen Einfluss haben die tektonischen Untergründe der helvetischen und penninischen Decken?

Die Rhone-Simplon Verwerfung verläuft entlang der Grenze zwischen der helvetischen und der penninischen Decken im Bereich von Sion. Beide tektonisch Einheiten weisen sehr unterschiedliche Bruchmechanismen auf, was auf unterschiedliche tektonische Spannungsregime hinweist. Die seismisch aktive Struktur nördlich des Rhonetals, die den aktuellen Schwarm beinhaltet, «wurzelt» nach derzeitigem Kenntnistand vermutlich im oberen kristallinen Grundgebirge, reicht aber bis in die darüberlegenden Sedimente der helvetischen Decken. Die vorläufigen Ergebnisse der seismischen Auswertungen zeigen, dass der Erdbebenschwarm im Übergangsbereich zwischen Grundgebirge und Sedimenten in ca. 4 bis 5 km Tiefe liegt.

Was hat es mit den einzelnen Bruchsystemen auf sich?

In der Karte sind die verschiedenen Bruchsysteme durch die dunkelroten bis orangen Linien gekennzeichnet. In den helvetischen Decken sind Bruchsysteme unterschiedlicher Orientierungen im Bereich des Sanetschpasses geologisch kartiert. Allerdings ist der Zusammenhang der Brüche an der Oberfläche mit den heutigen Erdbeben in der Tiefe unklar. Erste Ergebnisse in Bezug auf die Bruchorientierungen im aktuellen Schwarm zeigen teilweise Übereinstimmungen mit den Bruchsystemen an der Oberfläche (es scheinen vor allem die WNW/W und WSW streichende Brüche aktiv zu sein, siehe Kartenlegende). Der Zusammenhang zwischen geologisch kartierten Brüchen und heutigen Erdbeben ist ebenfalls Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten beim SED. Dass die Bruchsysteme des Erdbebenschwarms so deutlich zu erkennen sind, ist dem dichten seismischen Netzwerk in der Region zu verdanken sowie neusten Analysemethoden.  

Das seismische Messnetz des SED ist in der betroffenen Region sehr dicht und ermöglicht bereits kleinste Beben zuverlässig aufzuzeichnen. Aus diesem Grund besteht in diesem Fall kein Bedarf, das Messnetz durch weitere, temporäre Nachbenenstationen zu verdichten. Die Seismologinnen und Seismologen des SED sind aktuell mit der manuellen Auswertung und wissenschaftlichen Aufarbeitung der bisher aufgetretenen Erdbeben beschäftigt. Aufgrund der grossen Anzahl an Beben wird die detaillierte Analyse noch etwas Zeit beanspruchen und erst in einigen Tagen vorliegen. Informationen und Erläuterungen zu aktuellen Beben publiziert der SED weiterhin regelmässig an dieser Stelle.

Obwohl sich die seismische Aktivität in den letzten zwölf Stunden deutlich verringert hat, ist es nicht klar, wie sich die Erdbebenaktivität entwickeln wird. Es ist somit immer noch möglich - wenn auch zunehmend weniger wahrscheinlich – dass weitere, noch stärkere Beben auftreten werden.