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Erdbeben in Graubünden

Im Kanton Graubünden ereignet sich durchschnittlich alle dreissig bis vierzig Jahre ein Erdbeben, welches mindestens leichte Gebäudeschäden verursacht. Eine erhöhte Aktivität ist vor allem im Unterengadin, im Münstertal und in Mittelbünden zu verzeichnen. Im Vergleich dazu ist das westliche Graubünden seismisch eher ruhig.

Das stärkste bekannte Beben in Graubünden ereignete sich im Jahr 1295 im Raum Churwalden (Intensität VIII). Sollte es sich wiederholen, wären innerhalb des Kantons Gesamtschäden von rund 12 Milliarden CHF zu erwarten. Das letzte schadensbringende Beben ereignete sich 1991 bei Vaz und verursachte leichte Gebäudeschäden.

 

Die Region erstreckt vom Misox und Vorderrheintal im Westen bis zum oberen Vinschgau im Osten sowie vom Veltlin im Süden bis Bad Ragaz und Samnaun im Norden. Es umfasst also auch die angrenzenden Gebiete des Tessins im Südwesten, von Glarus und Sankt Gallen im Nordwesten sowie von Italien und Österreich im Süden und Osten.

Erdbebenaktivität in Graubünden

In den vergangenen vierzig Jahre ereigneten sich in Graubünden und seiner unmittelbaren Umgebung 55 Beben mit einer Magnitude von 3 oder grösser. Alle wurden von der lokalen Bevölkerung wahrgenommen. Elf davon erreichten eine Magnitude von mehr als 4 und wurden über ein grösseres Gebiet verspürt. Das stärkste Beben in diesem Zeitraum ist das Beben vom 20. November 1991 in der Gegend von Vaz. Im Epizentralgebiet von Vaz/Obervaz und Muldain verursachte es Risse in den Fassaden von mehreren Gebäuden. Auf das Hauptbeben folgten mehr als 80 Nachbeben, die bis im Frühjahr 1992 andauerten.

Magnitude Nummer
ML ≥ 2.0 646
ML ≥ 2.5 182
ML ≥ 3.0 55
ML ≥ 4.0 11

 

Tabelle: Magnitudenhäufigkeit in Graubünden und Umgebung zwischen 1975 und 2014. ML ist die Lokalmagnitude auf der sogenannten Richter-Skala.

Von der Bevölkerung verspürt wurden alle Beben ab Magnitude 3 sowie einige mit einer Magnitude zwischen 2.5 und 3.

Datum Magnitude Ort
17.07.1976 4.2 Filisur
31.07.1983 4.3 Val Venosta (I)
31.08.1983 4.0 S-Charl
08.06.1984 4.2 S-Charl
16.05.1990 4.0 Piz Tasna
20.11.1991 5.0 Vaz
29.12.1999 4.9 Bormio (I)
31.12.1999 4.4 Bormio (I)
06.04.2000 4.3 Bormio (I)
01.10.2001 4.3 Bormio (I)
21.01.2008 4.0 Paspels

Obwohl bereits Anfang des 20. Jahrhunderts erste Seismographen in der Schweiz betrieben wurden, besteht erst seit 1975 ein einheitliches nationales seismisches Beobachtungsnetz. Dieses wurde laufend verdichtet und dem technologischen Fortschritt angepasst. Entsprechend hat sich mit der Zeit auch die Empfindlichkeit erhöht und die Lokalisiergenauigkeit verbessert. Die Verteilung der Epizentren der zwischen 1975 und 2014 instrumentell aufgezeichneten Erdbeben im Graubünden und Umgebung ist recht unterschiedlich (siehe Epizenterkarte 1975 - 2014).

Historische Überlieferungen sind die einzigen Informationen, die wir über Erdbeben in früheren Zeiten haben. Wie stark diese Beben waren, lässt sich aufgrund der dokumentierten Schäden rekonstruieren und in Form von Intensitäten beziffern. Obwohl es prinzipiell möglich ist, aus den beobachteten Intensitäten eine Magnitude abzuschätzen, ist letztere mit grossen Unsicherheiten behaftet.

In Graubünden und seiner Umgebung sind seit Ende des 13. Jahrhunderts sieben Erdbeben mit Intensitäten zwischen VI und VIII bekannt. Alle diese Beben haben leichte bis schwere Gebäudeschäden verursacht sowie zum Teil Verletzte und Todesopfer gefordert. Aus historischen Aufzeichnungen sind in der Schweiz insgesamt neun Erdbeben mit Intensitäten von mindestens VIII bekannt. Eines davon, nämlich das Erdbeben von 1295 bei Churwalden, hat sich in Graubünden ereignet; es ist das älteste historisch nachgewiesene Beben der Schweiz. Obwohl jede einzelne historische Informationsquelle zu diesem Ereignis für sich alleine nur bedingt zuverlässig ist, ergeben sie alle zusammengenommen ein schlüssiges Bild sowohl des Ortes und des Datums als auch der Auswirkungen. So lassen sich nicht nur überlieferte Schäden an Kirchen, Klöstern und Burgen im Epizentralgebiet auf dieses Beben zurückführen; es gibt mehrere Informationsquellen aus denen man schliessen muss, dass es auch in Süddeutschland, Österreich und Italien Auswirkungen hatte. Würde sich heute das Erdbeben von Churwalden mit der gleichen Stärke wie damals ereignen, entstünden innerhalb von Graubünden Gebäudeschäden von schätzungsweise rund 5 Milliarden Franken und Gesamtschäden von rund 12 Milliarden CHF.

Liste der bekannten Beben mit Intensität = VI im Graubünden und Umgebung

Datum Intensität Ort
03.09.1295 VIII Churwalden
03.08.1622 VII Ftan
27.08.1857 VI Tarasp
25.12.1905 VII Domat Ems
26.12.1905 VI Tamins
09.12.1917 VI Silvaplana
20.11.1991 VI Vaz

In der Liste der historisch bekannten Schadensbeben in Graubünden fällt auf, dass zwischen Ende des 13. und Mitte des 19. Jahrhunderts nur zwei Ereignisse aufgeführt sind, während in den letzten rund 160 Jahren fünf solche Ereignisse aufgetreten sind. Diese ungleichmässige Verteilung ist ein Abbild der lückenhaften Datenlage früherer Jahrhunderte. So ist es schwierig, allein auf Grund der historisch bekannten Beben statistisch zuverlässige Aussagen über die Auftretenshäufigkeit von Schadensbeben in Graubünden zu machen. Nimmt man trotzdem an, dass die letzten rund 200 Jahre mehr oder weniger representativ sind, dann ist in Graubünden alle 30 bis 40 Jahre mit einem Beben zu rechnen, das mindestens leichte Gebäudeschäden verursacht. Ein Erdbeben das grosse Schäden verursacht (Intensität VIII), so wie es im Wallis im Durchschnitt alle 100 Jahre zu erwarten ist, hat sich in Graubünden in den vergangenen 700 Jahren nur einmal ereignet.

In der Liste der Schadensbeben ist auch bemerkenswert, dass die zwei Beben vom Dezember 1905 mit Intensitäten von VII und VI innerhalb von nur 24 Stunden aufgetreten sind. Die Entfernung zwischen den angegebenen Epizentren dieser zwei Beben (Domat-Ems und Tamins) beträgt nur rund 10 km, was weniger als die Unsicherheit der Lokalisierungen ist. Der kurze Zeitabstand und die geringe Entfernung zwischen den zwei Erdbeben sowie weitere kleinere Beben, die vorher und nachher in der gleichen Gegend aufgetreten sind, lassen darauf schliessen, dass diese zwei Ereignisse Teil eines länger andauernden Schwarmes waren.

Abbildung: Epizenterkarte der für Graubünden und Umgebung seit 1200 mit historisch bekannten Beben mit Intensität >= VI (Schadensbeben).

Häufig treten Erdbeben im Graubünden als Serien von Ereignissen auf, die in den Erdbebenkarten als punktuelle Konzentration von Erdbebenepizentren ersichtlich sind. Die Dauer solcher Serien kann sehr unterschiedlich sein: Einige sind nach wenigen Tagen vorbei, andere, wie die Serie von Bormio, dauern mehrere Jahre. Charakteristisch für viele solche Bebenserien ist, dass über einen längeren Zeitraum lokal begrenzt zahlreiche Beben auftreten, ohne dass eine klare Abfolge von Vor-, Haupt- und Nachbeben besteht. Man spricht in solchen Fällen auch von einem Erdbebenschwarm. Meistens endet die Schwarmaktivität nach einigen Wochen oder Monaten, in seltenen Fällen nehmen die Beben mit der Zeit in Stärke und Anzahl zu. Falls die Lage der einzelnen Herde in solchen Schwärmen mit genügender Präzision berechnet werden kann, definiert sie immer eine oder mehrere Flächen, welche der durch die Beben aktivierten Bruchflächen im Untergrund entsprechen.

Die Erdbebenserie von Bormio

Auffallend ist die Bebenserie von Bormio mit vier Ereignissen, welche Lokalmagnituden von mehr als 4 aufweisen. Das Epizentrum dieses Schwarmes lag auf italienischem Gebiet, an der Grenze zur Val Mora, rund 10 km südlich vom Ofenpass. Das Hauptbeben mit einer Lokalmagnitude von 4.9 ereignete sich am 29. Dezember 1999. Ihm vorausgegangen war ein Magnitude 2.3 Beben am 15. April und ein Magnitude 2.4 Beben am 28. Dezember. Bis im Herbst 2002 wurden insgesamt beinahe 200 Ereignisse registriert, die Teil dieses Schwarmes sind.

Erdbebenserie von Paspels

Ein besonders gut erforschtes Beispiel solcher Erbebenschwärme in Graubünden ist die Bebenserie von 2007 bis 2009 bei Paspels. Sie begann Anfang August 2007 und erreichte ihren Höhepunkt am 21. Januar 2008 mit einem Beben der Magnitude 4.0. Bis Ende 2009 wurden insgesamt 37 Beben registriert, die diesem Schwarm zugeordnet werden konnten. Die Erdbebenherde lagen in rund 8 km Tiefe auf einer fast Ost-West verlaufenden Bruchfläche mit einer horizontalen Länge von mindestens 700 m und einer senkrechten Ausdehnung von rund 500 m.

Grundsätzlich werden Erdbeben durch den plötzlichen Abbau von Spannungen in der Erdkruste verursacht. Diese Spannungen werden durch grossräumige Kontinentalbewegungen hervorgerufen. Wenn sie die Festigkeit des Gesteins überschreiten, kommt es entlang vorhandener Schwächezonen im Untergrund zu einem plötzlichen Bruch, der die an der Erdoberfläche wahrgenommenen Erdbebenwellen auslöst. Die moderne Seismologie erlaubt es, Rückschlüsse über die verursachenden Spannungen aus den Erdbebenbeobachtungen zu ziehen und somit regionale Unterschiede des Spannungsfeldes abzuleiten.

Die in Graubünden vorherrschenden geologischen Strukturen, bestehend aus riesigen Stapeln von übereinander geschobenen Gesteinsschichten, zeugen von einer die Alpen bildenden Stauchung. Im Gegensatz dazu sind die heutigen Erdbeben in Graubünden meist Folge einer Dehnung: Sie ist das Resultat einer Überlagerung von Spannungen, die der andauernden Kollision zwischen Afrika und Europa entsprechen, und von Ausgleichsspannungen, die durch die Topographie der Alpen und ihrer Wurzel bedingt sind. Offensichtlich haben sich die Spannungsverhältnisse in der Erdkruste über die Jahrmillionen geändert.

Weite Teile des Kantons Graubünden weisen eine mittlere Erdbebengefährdung auf: Sie ist geringer als im Wallis, aber grösser als im Tessin und im Schweizer Mittelland. Erdbebengerecht gebaute Wohn- und Geschäftsgebäude werden in der Schweiz für Erschütterungen ausgelegt, die an ihrem Standort durchschnittlich einmal innerhalb von 500 Jahren zu erwarten sind. Die Erdbebenzonenkarte bildet diesen Aspekt ab. Der zentrale und östliche Teil des Kantons gehören zur Zone Z2. In dieser werden innerhalb von 500 Jahren Erschütterungen erwartet, die maximal eine Intensität von VII-VIII erreichen (mittlere bis schwere Gebäudeschäden). Der westliche Teil des Kantons, also das Hinterrheintal sowie das obere Vorderrheintal, liegt in der Zone Z1, in welcher innerhalb von 500 Jahren Erschütterungen mit einer maximalen Intensität von VI-VII erwartet werden (leichte bis mittlere Gebäudeschäden).

Verstärkung der seismischen Erschütterungen durch den lokalen Untergrund

Neben Magnitude und Epizentraldistanz hat die Beschaffenheit des lokalen Untergrunds einen grossen Einfluss auf das Schadensausmass bei einem Erdbeben. So können beispielsweise lockere Fluss- und Seeablagerungen die Erdbebenwellen verstärken und dadurch zu einer bis zu zehnmal höheren Intensität der Bodenbewegung im Talboden gegenüber einem felsigen Untergrund der Talflanken führen. Im Kanton Graubünden sind die Auswirkungen dieser sogenannten Standorteffekte besonders im Rheintal zwischen Chur und den Gemeinden der Bündner Herrschaft zu berücksichtigen.

Sekundäre, durch Erdbeben ausgelöste Naturgefahren

Die Auswirkungen von Erdbeben beschränken sich nicht auf Erschütterungen, welche direkt Gebäudeschäden verursachen. Häufig werden zusätzliche Schäden durch Naturgefahren verursacht, die von Erdbeben ausgelöst werden. In gebirgigen Regionen sind häufig labile Hänge vorhanden: Durch Erdbeben verursachte Erschütterungen können diese ihre Festigkeit plötzlich verlieren und als Steinschlag oder Rutschungen zu Tal stürzen und so insbesondere Verkehrsverbindungen sowie Energie- und Kommunikationsinfrastruktur zerstören. Im Winter gilt das gleiche für Lawinen. Wie Untersuchungen vergangener Erdbeben zeigen, ist Grabünden mit den steilen Gebirgsflanken diesen zusätzlichen durch Erdbeben ausgelösten Naturgefahren ausgesetzt. Bei der Beurteilung des Erdbebenrisikos ist dies zu berücksichtigen.