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Erdbeben und die Alpen

Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) betreibt seit 1975 ein digitales Netz seismischer Messstationen. Der Grossteil der registrierten Beben ereignet sich in den Schweizer Alpen, vor allem im Wallis und in Graubünden. Aber auch das nördliche Alpenvorland, die Zentralschweiz, der Jura und die Region Basel sind seismisch besonders aktiv.

Die Verteilung der Erdbeben unterscheidet sich mit der Tiefe in den Alpen markant von der in der Nordschweiz und dem Alpenvorland. Erdbeben im nördlichen Vorland treten in der gesamten Erdkruste bis hinab zur sogenannten Moho auf, der Grenze zwischen der Erdkruste und dem Erdmantel in 30 – 50 Kilometer Tiefe. Unter den Alpen beschränkt sich dagegen die seismische Aktivität auf den oberen Teil der Erdkruste, Beben treten nur bis in etwa 15 bis 20 km Tiefe auf.

Die Alpen sind das Resultat der komplexen geologischen Geschichte zweier grosser Lithosphärenplatten: Europa und Afrika. Als Lithosphäre bezeichnet man die äusserste feste Erdschale. Sie ist ungefähr 100 km dick und besteht aus zwei Schichten, oben die Erdkruste und darunter die Mantellithosphäre. Die Lithosphäre ist weltweit in zahlreiche grosse und kleine Platten zerbrochen, die sich auf dem zähflüssigen Erdmantel in verschiedene Richtungen bewegen und sich dabei aneinander reiben oder kollidieren. Die Gesamtheit dieser Prozesse bezeichnet man als Plattentektonik.

Aufgrund ihrer Zusammensetzung unterscheidet man zwei Arten von Lithosphäre, kontinentale und ozeanische. Die ozeanische Lithosphäre ist dichter als der darunterliegende zähflüssige Erdmantel und kann deshalb versinken. Die kontinentale Lithosphäre ist weniger dicht als der Erdmantel und schwimmt deshalb obenauf. Wenn bei einem Zusammenstoss von zwei Platten ozeanische Lithosphäre auf kontinentale trifft, dann taucht erstere in den darunterliegenden zähflüssigen Mantel ab, ein Prozess, den man Subduktion nennt und der normalerweise mit grossen Erdbeben und mit Vulkanismus verbunden ist. Treffen zwei kontinentale Lithosphärenplatten aufeinander, so entsteht entlang der Plattengrenze ein Gebirge.

An der Entstehungsgeschichte der Alpen waren zusätzlich zur europäischen und afrikanischen Platte mehrere kleinere Lithosphärenplatten, sogenannte Mikroplatten beteilig. Insbesondere wichtig ist dabei die adriatische Platte. Durch die vollständige Subduktion der ozeanischen Lithosphäre, und damit der Schliessung des ursprünglichen Ozeans (im Fachjargon Alpine Tethys) zwischen Europa und Afrika vor etwa 35 Millionen Jahren, kam es zur Kollision der kontinentalen Teile der europäischen und adriatisch / afrikanischen Platten und zur Bildung der ersten Alpen. Wie bei einem schwimmenden Eisberg wird die Last des Gebirges durch den Auftrieb einer mächtigen Krustenwurzel getragen. Mit zunehmender Höhe der Berge spielen auch die Abtragung bzw. Erosion von Gestein an der Erdoberfläche eine wichtige Rolle. Wird die Last des Gebirges durch die Erosion verringert, so heben sich die Alpen wieder an, um den isostatischen Ausgleich zu erhalten. Der gewaltige Abtragungsschutt des Gebirges über die letzten 30 Millionen Jahre hat sich beidseits der Alpen angesammelt: Als Molassegesteine im Norden und als Sedimente unter der Poebene im Süden der Alpen. Die Alpen, wie wir sie heute kennen, sind somit geprägt von den Kräften aus dem Erdinnern und der Erosion. Die Alpen heben sich auch heute noch um ca. 1mm / Jahr und werden gleichzeitig durch Erosion abgetragen.

Die Erdbeben, die wir in der Schweiz beobachten, sind also in erster Näherung die Folge des Aufeinanderprallens der europäischen und der afrikanischen Lithosphärenplatten und spiegeln die zugrundeliegende Mechanik dieses Prozesses wider. Seismische Wellen durchleuchten den Untergrund und erlauben es uns, die abgetauchten Plattenteile auch unter den Alpen zu sehen. Ein wichtiges Detail ist dabei in den letzten Jahren gefunden worden: Nach der vollständigen Subduktion der ozeanischen Lithosphäre und der anschliessenden Kollision der beiden Kontinente haftet heute noch ein Rest der ursprünglichen Mantellithosphäre an der europäischen Platte (der sogenannte „Mantel-Slab“). Dieser „Slab“ biegt die Lithosphäre im nördlichen Alpenvorland nach unten und bewirkt dadurch indirekt die weiträumig verteilte Seismizität im Mittelland. Da sich plattentektonische Prozesse in geologischen Zeiträumen abspielen, ist davon auszugehen, dass die derzeitige Seismizität im Alpenraum wohl weitere Millionen von Jahren Bestand haben wird.

In der Vergangenheit ereigneten sich als Folge der Plattenkollision in den und rund um die Alpen immer wieder starke Erdbeben. Informationen aus historischen Quellen und modernen Erdbebenkatalogen belegen, dass es in den letzten 1‘000 Jahren mindestens zwölf Erdbeben mit Magnituden von 6 oder mehr gegeben hat. Das letzte grössere Beben ereignete sich 1976 in Norditalien, ihm folgten eineinhalb und viereinhalb Monate später zwei Nachbeben ebenfalls mit Magnituden von über 6. Dieses Friaul-Beben forderte 989 Menschenleben und 2‘400 Verletzte, etwa 45‘000 Menschen waren in der Folge obdachlos. Obwohl sich das Schadenausmass für historische Ereignisse teils nur schwer abschätzen lässt, ist anzunehmen, dass mindestens drei der in der Tabelle aufgelisteten Beben mehr als 10‘000 Todesopfer gefordert haben.

Erdbeben lassen sich nicht vorhersagen und treten, wie die Zeitreihe zeigt, auch zeitlich unregelmässig auf. Wir wissen also nicht, wo und wann das nächste starke Beben auftreten wird. Typischerweise tritt ein Beben der Magnitude 6 oder grösser alle 50 – 150 Jahre auf, ein Magnitude 7 Beben etwa 10 Mal seltener.

Liste der grössten Erdbeben des letzten Jahrtausends im Alpenraum

Datum Ort MagnitudeQuelle
03.01.1117 Verona (IT) 6.7a
25.12.1222 Basso Bresciano (IT) 6.0a, 6.1b
03.09.1295 Churwalden (CH) 6.2a, b
25.01.1348 Villach (AT) 7.0a
18.10.1356 Basel (CH) 6.5a, 6.6b
26.03.1511 Idrija (SI) 6.9a
15.09.1590 Neulengbach (AT) 6.1a
04.12.1690 Kärnten(AT) 6.6a
25.02.1695 Asolano (IT) 6.5a
25.07.1855 Visp (CH) 6.1a, 6.2b
29.06.1873 Belluno (IT) 6.3a
06.05.1976 Friuli (IT) 6.5c, d
Die Magnituden sind den folgenden Quellen entnommen: a=SHEEC, b=ECOS-09, c=NEIC, d=ISC.