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Historische Seismologie & Paläoseismologie

Historische Seismologie & Paläoseismologie

Die Erkenntnisse über frühere Erdbeben liefern wichtige Hinweise für die Erdbebenvorsorge, und ermöglichen uns, die Beben zu lokalisieren und ihre Stärke abzuschätzen. In der Schweiz treten starke Schadenbeben relativ selten auf, daher sind instrumentelle Daten noch nicht verfügbar. Wir müssen deshalb auf historische Dokumente zurückgreifen und mit geschichtswissenschaftlichen Methoden analysieren, und mit paläoseismologischen Methoden die geologischen Spuren grosser Erdbeben interpretieren.

Bild: Erdbebenkarte der Schweiz 1880–1909, entworfen 1911 von J. Jakob Früh, damaliger Präsident der Schweizerischen Erdbebenkommission

Rekonstruktion Vergangener Erdbeben

Die Rekonstruktion vergangener Erdbeben ist nicht allein von historischem Interesse. Das daraus hervorgehende Wissen dient als Grundlage für die Beurteilung der seismischen Gefährdung einer Region und liefert u. a. Hinweise über untergrundbedingte lokale Verstärkungen der Erderschütterungen.

Um die Zuverlässigkeit der aus historischen Erdbebenbeschreibungen gewonnenen Informationen zu sichern, existiert am SED seit 1999 die Sub-Disziplin der historischen Seismologie. Seither entstand in interdisziplinärer Zusammenarbeit von Historikern, Seismologen und Datenbank-Experten ein erster historisch-kritisch revidierter Erdbebenkatalog (aktuelle Version ECOS-09), eine zugehörige Datenbank für die makroseismische Analyse und detaillierte Dokumentationen[Publikationen ECOS-09]. Das Vorgehen besteht zunächst aus der Sammlung von Erdbebenbeobachtungen und Schadensbeschreibungen in historischen Dokumenten (Chroniken, Amtsdokumente, Tagebücher, Zeitungsartikel, wissenschaftliche Abhandlungen, etc.). Quellenkritisch ausgewertet können diese Informationen mittels der Europäischen Makroseismischen Skala EMS-98 in lokale Intensitätspunkte umgesetzt werden. Über eine mit neueren Erdbeben kalibrierte statistische Methode lassen sich aus den so gewonnenen Intensitätsfeldern Lokalisierung, Herdtiefe und Magnitude des Bebens recht genau abschätzen.

Die Paläoseismologie untersucht geologische Strukturen, die aufgrund starker Erschütterungen entstehen können. So etwa Hinweise auf erdbeben-induzierte Massenbewegungen oder Tsunamis in Seen, Hangrutschungen im Gebirge, an der Oberfläche sichtbare Bruchstrukturen und Schäden an Tropfsteinen in Höhlen. Die Paläoseismologie erlaubt es, eine wesentlich längere Zeitreihe für die Häufigkeit sehr starker Erdbeben aufzustellen, als dies mit instrumentellen und historischen Beobachtungen allein möglich wäre.

Interdisziplinäres Vorgehen

Entscheidend für eine möglichst genaue Interpretation der diversen Quellen ist, dass diese für den historischen Zeitraum mittels geschichtswissenschaftlicher Methoden in ihren soziokulturellen Produktionskontext gestellt werden. An der Schnittstelle zwischen Natur- und Geisteswissenschaft ist die Analyse der Praktiken zur Produktion von Erdbebendaten auch von Interesse für weitere Forschungsfelder, wie die Wissens- und Umweltgeschichte oder die Risikosoziologie.

In Paläoseismischen Untersuchungen werden geologische und geophysikalische Methoden angewandt. Da die Interpretation nie eindeutig ist, werden alle Spuren z. B. mit der C14-Methode möglichst genau datiert, und in Bezug zu anderen Beobachtungen gesetzt. Eine Erdbebenhypothese wird nur aufgestellt, wenn verschiedene Spuren im selben Zeitraum und in einem weiträumigen Gebiet nachgewiesen wurden.

Resultate und Ausblick

Der Hauptfokus der letzten Version der historisch-kritische Überarbeitung des Erdbebenkatalogs der Schweiz (ECOS-09) lag auf den Jahren 1000–1878. Ausserdem untersuchten detaillierte Fallstudien auch die stärksten Schadenbebens des 20. Jh. (Sierre 1946, Sarnen OW 1964). Aktuell bearbeiten wir im Rahmen eines interdisziplinären Nationalfondsprojekts die mittelschweren Beben der vorinstrumentellen und frühen instrumentellen Periode der Erdbebenüberwachung in der Schweiz (1878–1974). Solche Beben sind in der Schweiz vergleichsweise häufig und die Produktion verwertbarer Quellen nimmt in dieser Zeitperiode stark zu. Dies ergibt einen breiten Datensatz mit grosser Informationsdichte.

Im Bereich der Paläoseismologie wird an verschiedenen Universitäten geforscht, jedoch sind paläo-seismologische Indizien oft nur ein Nebenprodukt der Forschung. Schwerpunkt unserer Arbeit ist daher das systematische Aufarbeiten der gefundenen Indizien in einer homogenen Datenstruktur, wie sie bereits für historische Erdbeben erarbeitet wurde. Dies erlaubt eine gemeinsame Interpretation eines ursprünglich heterogenen Datensatzes und neue Erkenntnisse zur Grösse und Lokalisierung sehr grosser prähistorischer Erdbeben.