Am Anfang sind alle Erdbeben gleich

Erdbeben lassen sich bekanntlich nicht vorhersagen. Es besteht aber die Möglichkeit, mit Hilfe von Erdbebenfrühwarnsystemen weiter vom Epizentrum entfernte Gebiete zu warnen, sobald die seismischen Wellen von den ersten Messstationen aufgezeichnet und analysiert werden konnten. Ein Erdbebenbruch breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 3 Kilometern pro Sekunde entlang einer Verwerfung aus. Der Bruchprozess eines Magnitude 7 Bebens, der entlang einer Verwerfung mit einer Länge von etwa 50 km verläuft, benötigt ungefähr 20 Sekunden, um von einem Ende der Verwerfung ans andere zu gelangen.

Eine spannende und bislang offene Frage in der Seismologie ist dabei: „Weiss“ ein Beben, wenn es gerade erst 1 bis 2 Sekunden „alt“ ist, wie gross es einmal werden wird? In einer kürzlich veröffentlichten Publikation sind Wissenschaftler des Caltech (California Institute of Technology) und des Schweizerischen Erdbebendienstes dieser Frage nachgegangen. Auf der Suche nach einer Antwort haben sie die seismischen Signale von über 3‘000 oberflächennahen Beben mit einer Magnitude von 4 oder mehr analysiert, die an seismischen Starkbebenstationen nahe des jeweiligen Epizentrums aufgezeichnet wurden (max. 25 km entfernt). Die Resultate zeigen, dass sich grosse und kleine Erdbeben am Anfang gleich entwickeln. Die finale Grösse eines Bebens lässt sich erst abschätzen, wenn der Bruchvorgang bereits weit fortgeschritten ist. Gemäss dieser Studie wird es also auch in Zukunft nicht möglich sein, bereits in den Anfängen eines Bebens dessen finale Bruchlänge und Magnitude vorherzusagen. Erdbebenfrühwarnsysteme werden demzufolge nie in der Lage sein, ganz zu Beginn eines Bebens das mögliche Schadensausmass abzuschätzen. Sie müssen stattdessen den Bruchverlauf in Echtzeit verfolgen, um die Warnstufe gegebenenfalls nach oben zu korrigieren, falls das Beben weiter wächst.

Link zur Kurzfassung: Research Spotlight „All Earthquakes Are Created Equal”

Link zum Paper in Geophysical Research Letters: Men-Andrin Meier, Thomas Heaton & John Clinton „Evidence for universal earthquake rupture initiation behavior”

_28.09.2016

Das ISC-Experiment: Tiefengeothermie und induzierte Erdbeben

Das weltweit einzigartige Experiment „In-situ Stimulation and Circulation (ISC)“ steht kurz vor seiner heissen beziehungsweise nassen Phase. Im Dezember 2016 werden im Felslabor Grimsel der Nagra – 450 Meter unterhalb der Erdoberfläche – unter hohem Druck bis zu 1 m³ Wasser ins kristalline Gestein gepumpt und die dadurch ausgelösten Veränderungen in Echtzeit genauestens gemessen und analysiert. So wollen Dr. Florian Amann und sein interdisziplinäres Team herausfinden, wie die für eine funktionierende Tiefengeothermie nötige Gesteinsdurchlässigkeit erzeugt werden kann, ohne dabei spürbare und potentiell schadensbringende Erdbeben auszulösen. Das Experiment steht unter der Leitung des Schweizer Kompetenzzentrums für Strombereitstellung (SCCER-SoE).

Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) betreibt in der Region Grimsel mehrere Erdbeben-Messstationen und unterstützt das ISC-Experiment bei der seismischen Überwachung, der Datenanalyse und der Interpretation der Ereignisse.

Um mehr über das ISC-Experiment zu erfahren, werfen Sie einen Blick auf die folgenden TV-, Zeitungs- und Radio-Beiträge:

• SRF Tagesschau: Neues Forschungs-Projekt soll Geothermie salonfähig machen
• Aargauer Zeitung: Hydraulische Stimulationsexperimente mitten im Berg
• Blick: Erdbeben-Simulation im Felslabor - Dieser Forscher schlägt Wellen
• Radio SRF 2 Kultur: Geothermie ohne dass die Erde bebt
• NZZ: Geothermie-Forschung - Erschütternde Erkenntnisse
• RTS 19h30: Une nouvelle étape est en cours pour développer la géothermie
• La Liberté: Géothermie sans heurts
• Le Temps: La géothermie, mais sans les secousses
• Radio RTS la 1ère CQFD: Des solutions pour la géothermie profonde

_15.09.2016

Erneut seismische Signale aus Nordkorea registriert

Die seismischen Wellen, welche durch den mutmasslichen nordkoreanischen Atomtest am 9. September 2016 (00:30 UTC, 02:30 Lokalzeit CH) ausgelöst worden sind, erreichten die Erdbebenmessstationen in der Schweiz ungefähr 12 Minuten später. Anhand der Wellenform der seismischen Signale lässt sich erkennen, dass es sich bei diesem Ereignis um eine Explosion und nicht um ein Erdbeben handelt. Bei Explosionen ist die P-Welle (die als erste eintrifft) im Vergleich zur später ankommenden S-Welle viel stärker ausgeprägt als bei einem Erdbeben.

Die Stärke der Explosion entsprach einer Erdbebenmagnitude von etwa 5.3. Die dabei freigesetzte Energie ist drei Mal stärker als jene der bisher grössten Tests. Diese fanden am 6. Januar 2016 sowie am 12. Februar 2013 statt und erreichten eine Magnitude von ungefähr 5. Vorangehende Versuche in den Jahren 2006 und 2009 erreichten Magnituden von 4.1 respektive 4.5. Gemäss Meldungen der Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization (CTBTO) in Wien ereignete sich die Explosion vom 9. September 2016 etwa am selben Ort wie die bisherigen Atomtests Nordkoreas der Jahre 2006, 2009, 2013 und 2016.

Die CTBTO betreibt ein weltumspannendes Beobachtungsnetz zur Überwachung des Atomteststoppvertrages. Etwa 90% der 337 geplanten Messstationen, 170 davon seismische, sind mittlerweile in Betrieb. Die Schweiz beteiligt sich mit der SED-Station DAVOX bei Davos (GR) an diesem Messnetz. Die Grafik zeigt die an der Station DAVOX aufgezeichneten Signale des neuen Ereignisses, sowie die vom Januar 2016 und Februar 2013.

Weitere Informationen der CTBTO

Ereigniszusammenfassung des USGS

Allgemeine Informationen zur Verifikation von Atomtests des SED

_09.09.2016

Erdbebenrisiko umfassend untersuchen

Der Bundesrat hat am 24. August 2016 den Bericht „Umgang mit Naturgefahren in der Schweiz“ genehmigt. Als Kernstück im Bereich Erdbeben sieht der Bericht eine umfassende Untersuchung des Erdbebenrisikos vor. Das Erdbebenrisiko definiert sich aus der Erdbebengefährdung, der Verletzbarkeit und Art der betroffenen Werte sowie den Eigenschaften des lokalen Untergrunds. Dafür gilt es, die vorhandenen Grundlagen zu verbessern, indem beispielsweise Lücken im Verständnis der lokalen baugrundbedingten seismischen Gefährdungsunterschiede geschlossen werden. Zudem ist eine konsequente Berücksichtigung der Baunormen anzustreben sowie erneut der Frage nach einem verhältnismässigen Versicherungsschutz nachzugehen. Nicht nur bei verheerenden Erdbeben, sondern auch bei anderen Grossereignissen besteht ergänzend Bedarf, das Wissen und die Organisationsstrukturen für deren Bewältigung zu verbessern.

Die Ergebnisse dieses Berichts fliessen unter anderem in den Massnahmenplan für die Erdbebenvorsorge für die Jahre 2017 bis 2020 ein, der derzeit erarbeitet wird. Darin werden spezifische Handlungsfelder und Aufgaben definiert, denen sich der SED, das Bundesamt für Umwelt und weitere Behörden in diesem Zeitraum schwerpunktmässig widmen sollen.

_24.08.2016

Erdbeben nahe Norcia, Zentralitalien

Am Mittwoch, 24.08.2016, um 3:36 Uhr hat sich in Zentralitalien nahe der Kleinstadt Norcia ein Erdbeben mit einer Magnitude von 6.0 ereignet. Nach Angaben des italienischen Erdbebendienstes INGV lag das Hypozentrum in einer Tiefe von ungefähr 4 km. Das Epizentrum des Bebens liegt rund 10 km südöstlich von Norcia und rund 50 km nordwestlich von L’Aquila, wo sich 2009 ein zerstörerisches Beben ereignet hat. In den umliegenden Dörfern nahe des Epizentrums sind viele Häuser eingestürzt oder beschädigt worden. Gemäss einer ersten Bilanz italienischer Medien sind 70 Menschen gestorben. Weitere Personen werden noch vermisst. Bisher wurden mehr als 50 Nachbeben mit Magnituden von 3 oder mehr registriert, das stärkste davon mit einer Magnitude von 5.3. In den nächsten Tagen und Wochen ist mit weiteren Nachbeben zu rechnen, die ähnlich stark sein können, wie das Beben vom Mittwochmorgen.

Die Region in Zentralitalien ist immer wieder von starken Erdbeben betroffen. Das letzte grosse Ereignis war das Beben von L’Aquila im Jahr 2009, das fast 300 Todesopfer forderte. Nördlich des aktuellen Bebens ereignete sich 1997 während mehrerer Monate die sogenannte „Umbria-Marche Sequenz“, mit einem Beben der Magnitude 6 und mehreren Beben mit Magnituden von 5 und mehr. Die Subduktion der adriatischen Mikroplatte unter dem Apennin und die Öffnung des tyrrhenischen Beckens im Westen führen dazu, dass der Apennin etwa in Richtung Nordost-Südwest gedehnt wird. Diese Deformation führt zu Spannungen im Gebirge, die sich mit der Zeit in Form von Erdbeben entladen. Die Beben in dieser Region sind häufig sehr flach (~10 km tief), was zu starken Erschütterungen und grossen Schäden führen kann.

Das Beben vom Mittwochmorgen wurde in Italien sehr grossräumig verspürt. Bis in die Schweiz war das Beben aber nicht zu spüren. Ähnlich grosse Erdbeben treten in der Schweiz alle 50 bis 150 Jahre auf. Das letzte Beben dieser Stärke erschütterte 1946 das Wallis. Ein Erdbebenschwarm ähnlich der „Umbria Marche Sequenz“ ereignete sich 1964 in Sarnen. Sein grösstes Beben wies eine Magnitude von 5.3 auf.

Weitere Informationen finden Sie unter:

Ministero dell'interno

http://www.interno.gov.it/it/speciali/centro-italia-colpito-dal-terremoto

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia INGV

http://ingvterremoti.wordpress.com

European-Mediterranean Seismological Centre EMSC

www.emsc-csem.org

_24.08.2016

Erdbebenschwarm bei Château-d'Oex

Nördlich von Château-d'Oex (VD), im Grenzgebiet zwischen den Kantonen Freiburg und Waadt, ist seit Samstag, 16. Juli 2016, ein Erdbebenschwarm aktiv. Das erste Beben dieser Sequenz war mit einer Magnitude von 2.7 auch das bisher stärkste und ereignete sich am 16. Juli um 04:36 Uhr morgens (Lokalzeit). Bis zum 19. Juli abends wurden ca. 30 Beben registriert mit Magnituden zwischen 0.5 und 2.5. Einige davon wurden in den umliegenden Talorten verspürt. Die Beben ereignen sich oberflächennah, mit Herdtiefen um ungefähr 5 km. Schäden werden von Beben dieser Stärke nicht verursacht.

Eine ähnliche Sequenz wurde zuletzt im Herbst 2007 in dieser Region registriert. Erdbebenschwärme wie dieser treten in der Schweiz regelmässig auf und dauern normalerweise ein paar Tage bis einige Wochen. Sie können sich aber auch über mehrere Monate erstrecken.

Als Erdbebenschwärme bezeichnet man Serien von Erdbeben, die sich in räumlicher und zeitlicher Nähe ereignen und bei denen es kein klar erkennbares Hauptbeben gibt. In der Regel klingen diese Schwärme wieder ab, ohne dass sich dabei ein stärkeres Beben mit Schadenwirkung ereignet. Allerdings können auch stärkere Erdbeben mit Magnituden um 6 im Prinzip jederzeit und überall in der Schweiz auftreten.

SUIhaz2015 Bericht

Alle Hintergründe zum im September 2015 veröffentlichten Erdbebengefährdungsmodell der Schweiz finden Sie nun im umfangreichen SUIhaz2015 Bericht zusammengefasst. Er beantwortet, weshalb die Schweiz ein aktuelles Erdbebengefährdungsmodell benötigt und zeigt auf, wo und wie stark in der Schweiz in der Zukunft die Erde beben könnte. Aufbauend auf diesen Grundlagen dokumentiert der Bericht, wie und unter welchen Annahmen das Erdbebengefährdungsmodell berechnet wurde, fasst die zentralen Ergebnisse zusammen und vergleicht diese mit anderen Modellen. Zudem sind die verschiedenen Produkte erklärt, welche auf den Ergebnissen des SUIhaz2015 beruhen. Der Bericht ist in englischer Sprache verfasst und richtet sich vornehmlich an Fachpersonen, welche das Erdbebengefährdungsmodell der Schweiz als Basis für ihre Arbeiten verwenden möchten.

Download SUIhaz2015 Bericht

Faktenblatt SUIhaz2015

Flyer „Erdbebengefährdung Schweiz"

_19.07.2016

Erdbebenfrühwarnung für Nicaragua

Erdbeben stellen eine ernstzunehmende Bedrohung für zentralamerikanische Länder dar. Grosse Erdbeben ereignen sich vor allem vor der Küste entlang der Subduktionszone und lösen oft Tsunamis aus (wie beispielsweise 1992 oder 2014). Aber auch oberflächennahe Erdbeben auf dem Festland haben in der Vergangenheit grössere Schäden verursacht, wie beispielsweise das Beben im Jahr 1972 mit einer Magnitude von 6.2, welches die nicaraguanische Hauptstadt Managua verwüstete.

Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) hat kürzlich ein Projekt gestartet, um das Potential von Frühwarnsystemen für Zentralamerika zu erkunden. Finanziert durch die Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA) beim Departement für Auswärtiges (EDA) der Schweiz, erarbeiten und implementieren Wissenschaftler des SED gemeinsam mit der Partnerorganisation INETER, die für die Erdbebenüberwachung in Nicaragua zuständig ist, einen Prototypen für ein Erdbebenfrühwarnsystem (EEW). Dieses EEW wird erst in Nicaragua eingesetzt und bei Möglichkeit ausgeweitet, um zusätzliche Gebiete in Zentralamerika abzudecken.

Anfangs Juni besuchte der SED INETER, um die Tauglichkeit des lokalen seismischen Netzwerks für ein Erdbebenfrühwarnsystem zu beurteilen und eine erste Version der Erdbebenfrühwarnsoftware zu installieren. Wenige Tage nach diesem Besuch ereignete sich ein oberflächennahes Erdbeben der Magnitude 6.3 an der Grenze zu El Salvador, welches vom System nach 29 Sekunden erkannt wurde. Obwohl dies zeigt, dass die Geschwindigkeit des Systems optimiert werden muss, scheint die vorhandene Infrastruktur vielversprechend. In einem nächsten Schritt wird das seismische Netzwerk in der Region weiter untersucht und die Algorithmen des EEW optimiert, um sie bestmöglich auf die schwierigen lokalen Bedingungen mit tiefen Erdbeben vor der Küste und vulkanischen Eruptionen abzustimmen.

_11.07.2016

Wiederholte Erdbeben bei Sion (VS)

Am Freitag, 24. Juni 2016 ereignete sich um 6:12 Uhr (Lokalzeit) ein Erdbeben der Stärke 3.2 zwischen Grimisuat, Ayent und St Léonard (VS) in einer Tiefe von 8 km. Die Einwohner der Stadt Sitten und der umliegenden Gemeinden haben die Erschütterungen deutlich verspürt: Von rund 300 Personen sind entsprechende Meldungen auf unserer Webseite eingegangen. Schäden sind bei einem Beben dieser Stärke nicht zu erwarten.

Dieses Erdbeben steht in Verbindung mit einem Erdbebenschwarm, der am 20. Juni 2015 mit einem Erdbeben der Magnitude 3.0 seinen Anfang nahm. Der Schwarm war besonders aktiv ab Oktober 2015 (siehe Aktuellbeitrag vom 19.11.2015). Nach einer ruhigeren Periode ist er seit dem 10. Mai 2016 wieder aktiver, mit einem weiteren verspürten Beben am 21. Mai um 5:49 Uhr mit einer Magnitude von 2.9 (siehe Aktuellbeitrag vom 21.05.2016). Solche Sequenzen stellen in der Schweiz nichts Aussergewöhnliches dar, ihre Entwicklung lässt sich jedoch nicht vorhersagen: In der Regel enden Schwarmaktivitäten nach einigen Wochen oder Monaten, in seltenen Fällen nehmen die Beben mit der Zeit an Stärke und Anzahl zu.

_24.06.2016

Wie entstehen Berge? Neue Messstationen für AlpArray

AlpArray ist ein europäisches Projekt, dank dem unser Verständnis über Prozesse bei der Entstehung von Bergen verbessert und 3D-Abbildungen der Lithosphäre und des oberen Mantels erstellt werden sollen. Um dies zu erreichen, installiert und betreibt AlpArray ein seismisches Messnetzwerk (AASN), welches bereits existierende Stationen von 24 Erdbebendiensten und schlussendlich 250 neue temporäre Stationen in 12 Ländern umfassen wird (im Gebiet der Alpen, des nördlichen Apennins und dessen Vorland).

Mit der Installation von insgesamt 27 temporären Stationen in der Schweiz (3), Italien (12), Kroatien (6), Bosnien und Herzegowina (3) und Ungarn (3) ist die Schweizer Beteiligung am AASN nun vollbracht. Sämtliche Stationen des Breitbandnetzes in der Schweiz tragen ebenfalls zum AASN bei. Die Gruppe “Seismologie und Geodynamik” (SEG) und der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich nehmen in diesem Projekt führende Rollen ein.

Erfahren Sie mehr über AlpArray auf seiner Webseite.

Lesen Sie das Interview und den Artikel über AlpArray auf International Innovation.

Klicken Sie hier, um mehr über Erdbeben und die Alpen zu erfahren.

_21.06.2016