Gruppen
Derzeit arbeiten ca 60 Personen in verschiedenen Gruppen im breiten Feld der Erdbebenüberwachung und Erdbebengefährdung:
Statistical Seismology »
Earthquake Source »
Engineering Seismology »
Special Seismic Networks »
Real-time Seismology »
Computational Seismology »
Verification Seismology »
National Networks, Monitoring and Alert »
Unterstützt werden die Forschungsgruppen von den Support Bereichen
SED-IT »
SED-ELAB »
Statistical
Seismology (Erdbebenstatistik)
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Statistical
Seismology »
Die Gruppe erforscht, inwieweit sich aus der statistischen Verteilung von Erdbeben in Raum und Zeit Vorhersagen über zukünftige Ereignisse ableiten lassen. Sie betreibt eines der globalen Test-Zentren, an denen verschiedene Modelle der statistischen Erdbebenvorhersage unter kontrollierten Bedingungen unabhängig überprüft werden. Ausserdem versuchen die Erdbebenstatistiker, aus der Analyse von Erdbebenkatalogen die Parameter herauszufinden, mit denen sich die verschiedenen Aspekte seismischer Aktivität (Magnituden-Häufigkeitsverteilung, Nachbebenraten, etc.) am besten charakterisieren lassen. Ein Resultat der Forschung sind zum Beispiel Erdbebenwetter-Karten – kurzfristige Prognosen über die Wahrscheinlichkeit von Beben innerhalb der nächsten Zeit.
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Earthquake Source »
Die Bestimmung von Ort, Zeit, Magnitude und Bruch-Mechanismus der einzelnen Beben in der Schweiz und die Erforschung des Zusammenhangs der Beben mit dem Spannungsfeld der Erdkruste ist Thema der Gruppe Earthquake Source. Die Genauigkeit der Lokalisierung und insbesondere die Konsistenz in der Magnitudenbestimmung sind entscheidend um Erdbebenkataloge sinnvoll statistisch auswerten zu können. Die Mechanismen der Beben und deren räumliche Verteilung werden auch benutzt, um die im Erdinneren vorherrschenden Spannungsrichtungen zu bestimmen und die geologischen Störungen zu identifizieren, auf denen die Erdbeben auftreten. Dieselben Methoden werden angewandt, um vom Menschen verursachte Seismizität zu untersuchen, wie z. B. die durch das Geothermie-Projekt in Basel induzierten Erdbeben.
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Engineering Seismology »
Der SED unterhält ein landesweites Netz von Starkbeben-Messstationen. An diesen momentan 93 Stationen des SSMNet (Swiss Strong Motion Network) sind Seismometer installiert, die auch bei starken Erdbeben die Signale ohne zu übersteuern aufzeichnen können. Hauptsächlich dienen die dabei gewonnenen Daten zur Untersuchung des seismischen Verhaltens des Untergrunds bei Erdbeben. Dies bildet die Grundlage für sogenannte Mikrozonierungs-Studien, die dann wiederum in die Erdbeben-relevanten Baunormen eingehen.
Daneben erforscht die Gruppe historische Erdbeben in der Schweiz, um daraus das Potential für zukünftige Schadensbeben abzuleiten.
Special Seismic Networks (Temporäre Netzwerke)
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Special Seismic Networks »
Es kann im Prinzip nie ganz ausgeschlossen werden, dass durch Geothermie-Anlagen kleine Erdbeben ausgelöst werden. Deshalb entwickelt und betreibt die Gruppe Special Networks im Auftrag der Betreiber von Geothermieanlagen lokale seismische Überwachungsnetze. Auch die seismische Überwachung der potentiellen Endlager für radioaktive Abfälle und der Schweizer Kernkraftwerk-Standorte, oder die Überwachung der seismischen Aktivität beim Bau des Gotthard-Basistunnels wird von dieser Gruppe betreut.
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Real-time Seismology »
Ein Schwerpunkt dieser Gruppe ist die Erstellung von Bodenerschütterungskarten (ShakeMaps) sehr schnell nach einem Erdbeben. Dazu werden sowohl die schnelle automatische Lokalisierung des Bebens, als auch die an den Stationen gemessenen maximalen Bodenbewegungen verwendet.
Ein zweiter Schwerpunkt ist die sogenannte Erdbebenfrühwarnung. In enger Zusammenarbeit mit Partnern in den USA werden Methoden entwickelt, mit denen aufgrund der ersten messbaren Signale eines Bebens ein Alarm ausgegeben werden kann, der eine Vorwarnzeit von zumindest einigen Sekunden bis 10er Sekunden erlaubt, bevor starke Erschütterungen einsetzen. Damit können zum Beispiel Züge rechtzeitig angehalten, oder Kraftwerke abgeschaltet werden.
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Computational Seismology »
Wie breitet sich ein Bruch im Erdinneren tatsächlich aus? Und wie verhalten sich die seismischen Wellen im Nahbereich der Bruchfläche? Zur Untersuchung dieser Fragen erstellen Seismologen hochaufgelöste dreidimensionale Modelle des Untergrunds, und rechnen auf Hochleistungs-Computern die verschiedensten Szenarien. Da seismische Bruchprozesse im Erdinneren nie direkt beobachtet werden können (sondern nur ihre Effekte an der Erdoberfläche) ist der Vergleich solch detaillierter Modelle mit den Beobachtungen eine der wenigen Möglichkeiten, theoretische Vorstellungen des Erdbebenherds und des Bruchprozesses zu validieren.
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Verification Seismology »
Ein etwas anderer Auftrag des SED ist die wissenschaftliche Mitarbeit am Atomtest-stopp-Vertrag. 1996 haben sich die Staaten der Welt auf der UN-Abrüstungskonferenz darauf geeinigt, einen Vertrag zum umfassenden Verbot von Nuklearsprengungen aufzulegen. Allerdings tritt der Vertrag erst in Kraft, wenn ihn alle 44 damaligen Staaten mit nuklearer Kapazität ratifiziert haben, und wenn das Internationale Überwachungssystem, das extra für diesen Vertrag errichtet wird, in der Lage ist, die Einhaltung des Verbots zu überprüfen. Die Gruppe liefert als ‘Nationales Datenzentrum’ der Schweiz den Behörden detaillierte Analysen der Daten und Berichte, die vom Internationalen Überwachungssystem kommen. Zusätzlich ist sie an der Diskussion über die Entwicklung des Überwachungssystems aktiv beteiligt.
National Networks, Monitoring and Alert
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National Networks, Monitoribg and Alert »
Zur Überwachung der
Erdbebenaktivität in der Schweiz und in den angrenzenden Gebieten betreibt der
SED ein digitales, hochempfindliches Messnetz (SDSNet – Swiss Digital Seismic
Network). Dieses Netzwerk wird seit 1975 aufgebaut und umfasst heute 36
Stationen, deren Daten in Echtzeit an die Computer des SED in Zürich übertragen
werden. Das System ist in der Lage, Erdbeben innerhalb 30 Sekunden zu erkennen
und zu lokalisieren. Je nach Stärke des Bebens werden automatisch
Alarm-Meldungen sowohl an den 24-Stunden Pikettdienst des SED als auch an die
betroffenen Kantonspolizeistellen geschickt und Medienmitteilungen verbreitet.
