Der Heilige Gral der Seismologen


Erdbeben so präzise vorherzusagen wie das Wetter von morgen, damit wäre Seismologen schon geholfen. Doch sie sind noch weit entfernt von Prognosen á la Kachelmann und Co. Die meisten bezweifeln, dass es überhaupt möglich ist Beben vorherzusagen.

Handelsblatt Wissenschaft, S. 9, 1. Dezember 2005


HB011205 - Eine Erdbebenvorhersage so präzise wie der Wetterbericht. Das ist der Wunsch aller Bewohner gefährdeter Regionen - und ihrer Versicherungen. Unter Wissenschaftlern ist dieses Ziel noch weitgehend als unwissenschaftlich verpönt. Und dennoch halten es einige Seismologen wie etwa der Kalifornier John Rundle nicht mehr für unmöglich.

Anhand einer gewaltigen Computersimulation, die er "Virtuelles Kalifornien" nennt, hofft Rundle, den "Big Bang", den großen Knall, vor dem San Franzisko zittert, rechtzeitig zu prognostizieren. Darin steckt alles, was sein Team über das geologische System des San-Andreas-Grabens weiß: die Geschwindigkeit, mit der die Verwerfungen sich bewegen, die Elastizität und die Spannungen, die sich auf- und abbauen, die Reibungswiderstände. Die Felddaten ergänzt er durch solche aus Laborsimulationen und Wissen über historische Beben.

Bisher ist er allerdings weit entfernt von einer präzisen Prognose wie der der Wetterfrösche Kachelmann und Co: "Mit 50-prozentiger Wahrscheinlichkeit wird San Franzisko in den nächsten 45 Jahren ein großes Erdbeben mit einer Stärke von über 7 erleben." (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 2005, Bd. 102, S. 15 363). Daraufhin kann man die Stadt natürlich nicht räumen. Doch darum geht es: So sicher zu sein, dass evakuiert werden kann. Hundert Jahre nach dem verheerenden Beben in San Franzisko 1906 bleibt eine "Auf den Punkt"-Voraussage von Zeit, Ort und Stärke der Heilige Gral der Seismologen.

"Nur Narren, Lügner und Scharlatane sagen Erdbeben voraus", sagte einmal Charles Richter, nach dem die Richter-Skala benannt wurde. Aber menschliche Opfer und wirtschaftliche Schäden treiben zur Suche nach den Vorboten der Katastrophe: Veränderungen in Grundwasserspiegel oder magnetischem Feld, austretende Radon-Gase, besondere Wolkenformationen, Verschiebungen in der Erdkruste, ungewöhnliches Tierverhalten. Alles Kaffeesatzleserei?

In Kalifornien sollten die Hinweise dingfest gemacht werden: auf einem 40 Kilometer langen Abschnitt am San-Andreas-Graben in der Nähe von Parkfield. Seit 1857 wackelte die Erde mit einer Stärke über 6 wie mit der geologischen Eieruhr eingestellt durchschnittlich alle 22 Jahre. Da es 1966 zuletzt geschehen war, erwarteten die Seismologen das nächste starke Beben vor 1993. Die Vorboten-Sucher schärften alle technischen Sinne - und erlebten ihr Waterloo. Erst am 28. September 2004 erweckte der Graben die Instrumente aus dem Dornröschenschlaf, unerwartet, wie Seismologe William Bakun zugibt: "Das 2004er Parkfield-Beben zeigt mit dem völligen Ausbleiben offensichtlicher Anzeichen, dass eine verlässliche Kurzzeitvorhersage derzeit unerreichbar ist." (Nature, 2005, Bd. 437, S. 969)

"Erdbeben vorherzusagen ist wie einen Blitz während eines Gewitters zu prognostizieren", sagt Gottfried Grünthal vom Geoforschungszentrum in Potsdam. Das Problem: Zum einen wissen Erdbebenforscher immer noch viel zu wenig über die Prozesse in der Erdkruste. "Wir können die Erde nicht so gut beobachten wie Meteorologen das Wettergeschehen mit ihren Satelliten und Messstationen", sagt Grünthal. Außerdem: Die Erdkruste ist ähnlich wie das Wetter ein kritisches sich selbst organisierendes System, immer am Rande des Chaos. Aus kleinsten Abweichungen im Anfangsstadium entstehen gewaltige Reaktionen, die nicht vorherzusehen sind. "In jedem kleinen Erdstoß steckt das Potenzial für ein Jahrhundertbeben", sagt einer der größten Skeptiker in Sachen Erdbebenvorhersage, Robert Geller von der Tokyo University. Das Prinzip vom Schmetterling, der einen Tornado auslöst, gilt nicht nur für das Wetter.

Ist also alles vergeblich? Nein, denn in der kurzfristigen Analyse unmittelbar zu Beginn eines Bebens macht die Seismologie Fortschritte. Richard Allen von der Berkeley-Universität folgert auf Basis von Daten aus 71 historischen Erdbeben, dass aus der Frequenz der seismischen Wellen in den ersten Sekunden Schlüsse über die endgültige Stärke zu ziehen sind. Das würde zwar keine Evakuierung ermöglichen, aber immerhin könnten dann Kraftwerke und andere Gefährdungsobjekte rechtzeitig abgeschaltet werden (Nature 2005, Bd. 438, S. 212).

Durch die richtige Deutung der Vorbeben ist wohl auch der angeblich größte Erfolg der Erdbebenvorhersage zu erklären. Am 4. Februar 1975 bebte die Stadt Haicheng im Nordosten Chinas mit einer Stärke von 7,3. Zwei Tage zuvor sollen - so wird immer wieder erzählt - Offizielle die Bewohner evakuiert und somit vermutlich Hunderttausenden das Leben gerettet haben. Seismologen hatten angeblich untrügliche Vorboten der Katastrophe registriert und rechtzeitig gewarnt. Vor allem chinesische Seismologen feierten das als Erfolg ihrer Zunft. Aber: "Da war viel Propaganda im Spiel. Heute nimmt man an, dass gar nichts mehr evakuiert werden musste, weil die Menschen wegen stärkerer Vorbeben die Häuser bereits verängstigt verlassen hatten", sagt Grünthal.

Obwohl Deutschland kaum erdbebengefährdet ist, sind die Potsdamer Seismologen hier erfolgreich. Grünthal: "Nach einem Hauptstoß kann man zumindest kurzfristig die Wahrscheinlichkeit von stärkeren Nachbeben in einem Zeitraum von ein bis zwei Tagen hinreichend gut vorhersagen." Auch so genannte Erschütterungskarten werden schon Minuten nach dem Beben erstellt, aus denen Risikomanager ersehen, wo die größten Schäden zu erwarten sind. Und schließlich: Anhand der Häufigkeit bisheriger Beben, der Kenntnisse der tektonischen Beschaffenheit, etwa der Lage am Rand einer Kontinentalplatte oder Schwächezonen in der Erdkruste innerhalb von Kontinentalplatten, sowie von Wahrscheinlichkeitsmodellen erstellen die Potsdamer Gefährdungsanalysen über größere Zeiträume für eine bestimmte Region. Auf dieser Grundlage ziehen Stadtplaner oder Versicherungen ihre Schlüsse.

Die Schwierigkeiten, Erdbeben genau vorherzusagen, drücken sich auch im Förderverhalten der Münchener Rück aus, die laut eigenen Angaben zwar gute Kontakte zu vielen Geo-Labors in der Welt hat: "Der Großteil unserer Unterstützung liegt aber im Bereich von Schadenprävention", sagt Alexander Allmann, Fachmann für geologische Risiken. Denn diese eine Weisheit kennen Seismologen wie Stadtplaner und Versicherer: "Das, was Menschenleben gefährdet, sind nicht die Erdbeben, sondern einstürzende Gebäude und brechende Dämme." 1923 starben in Tokio die meisten Menschen nach dem Beben durch einen Großbrand, da die Hausfrauen gerade das Mittagessen kochten - auf offenen Feuerstellen.

Solange es also keinen Seismologen-Kachelmann gibt, der das Risiko so genau wie ein Orkantief vorhersagen kann, können Menschen in gefährdeten Gebieten vor allem durch erdbebensichere Bauten vor den Folgen der zerstörerischen Kraft der Plattentektonik geschützt werden.

Handelsblatt Wissenschaft, S. 9, 1. Dezember 2005
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