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Zehn Forscherinnen und Forscher des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) an der ETH Zürich reisten im Juni und August 2021 nach Island, um zwei Projekte mit einer seismischen Messkampagne zu unterstützen. In Zusammenarbeit mit dem Deutschen GeoForschungs-Zentrum (GFZ) und Reykjavik Energy (ON Power) errichtete das Team ein Netzwerk von 500 sogenannten «seismic nodes» im geothermischen Gebiet von Hengill, das sich im Südwesten von Island befindet. Es handelt sich dabei um das grösste und dichteste Netz von seismischen Messstationen, das bisher in dem Land installiert wurde.
Die Feldarbeit in Island war Teil einer seismischen Messkampagne für ein Geothermieprojekt in Island und «DEEPEN» (DErisking Exploration for geothermal Plays in magmatic ENvironments), ein europäisches Forschungsprojekt im Bereich der geothermischen Energie. DEEPEN will einen Ansatz entwickeln, der Risiken der Feldexploration in der Tiefengeothermie minimiert, und dazu beitragen, die Erfolgswahrscheinlichkeit bei Bohrungen nach geothermischen Fluiden in magmatischen Systemen zu erhöhen.
Bei den verwendeten «seismic nodes» handelt es sich um 5-Hz-Geophone mit integrierter Batterie und Digitalisierer (SOLOS von der Universität Genf) und 5-Hz-Geophone mit externem Digitalisierer und Batterie (vom Geophysikalischen Instrumentenpool des GFZ). Die Daten aus solchen dichten seismischen Messnetzwerken ermöglichen den Forschenden ein besseres Verständnis des Untergrunds. Dank der geringen Grösse der «seismic nodes» konnte das Forschungsteam den Netzaufbau innerhalb von zwei Wochen im Juni abschliessen, trotz der schwierigen Wetterbedingungen, des steilen Geländes und der langen Wanderungen zu den einzelnen Standorten.
Ein besonderer Schwerpunkt des Netzwerkes lag auf der nördlichen Region um Nesjavellir und dem südlichen Hverahlid, wo sich die produktivsten Bohrlöcher des Geothermalkraftwerkes befinden. Ein sogenannter "Vibrotruck" (siehe Abb. 2) fuhr durch das nördliche Messgebiet und lieferte ein zusätzliches Quellsignal. Der Vibrotruck, der üblicherweise in solchen seismischen Explorationen eingesetzt wird, drückt eine vibrierende Platte auf die Erdoberfläche. Die niederfrequenten Schwingungen breiten dann sich im Untergrund aus und werden von den Gesteinsschichten reflektiert. Diese erzeugten seismischen Wellen wurden von den installierten Geophonen aufgezeichnet und lieferten weitere Erkenntnisse über den geologischen Untergrund.
Nach dem Aufbau war das Netz zwei Monate lang erfolgreich in Betrieb und überschnitt sich mit einem anderen seismischen Netz (COSEISMIQ), das ebenfalls vom SED betrieben wird. Im August 2021 reiste die Gruppe erneut nach Island, um beide Netzwerke schlussendlich wieder abzubauen. Die Forscherinnen und Forscher erwarten, dass sie mit der hochdichten seismischen Aufnahmen den Untergrund in noch nie dagewesenen Details beleuchten können.
05.08.2021
Ein besseres Verständnis von «Slow Slips» gibt Einblicke in die Funktionsweise von Erdbeben
Erdbeben werden durch die plötzliche Freisetzung von Spannungen entlang von Verwerfungen in der Erdkruste verursacht. Die seismischen Wellen, die bei diesen schnellen Bruchvorgängen in der Erdkruste entstehen, breiten sich durch den Boden aus und verursachen Erschütterungen. Diese Erschütterungen nehmen wir als Erdbeben war. Es gibt aber auch sanftere Prozesse, nämlich seismische Brüche, die keine Erschütterungen bewirken. Diese sogenannten «Slow Slips» (oder langsamen Rutschungen) erweckten das Interesse eines Forschungsteams des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) an der ETH Zürich, der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi-Arabien, der Universität Genf, des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) und der Universität Bologna in Italien.
«Slow Slips» sind Brüche in der Erdkruste, die sich sehr langsam ausbreiten, ohne dass es zu erheblichen Bodenerschütterungen kommt. Ein solcher Bruchprozess kann von weniger als einem Tag bis über ein Jahr hinaus dauern. Dennoch haben «Slow Slips» das Potenzial, Erdbeben oder Erdbebenschwärme auszulösen – ein Prozess, der bislang noch nicht vollständig aufgeklärt ist.
Solche langsamen Rutschungen treten am häufigsten in Regionen auf, in denen tektonische Platten übereinandergleiten (Subduktionszonen), insbesondere am Rande des Pazifischen Ozeans, beispielsweise in Japan, Neuseeland, Nord- und Mittelamerika oder in der Nähe von Vulkanen wie dem Ätna in Italien oder dem Kilauea auf Hawaii.
Das Team analysierte die Korrelation zwischen den Merkmalen eines jeden langsamen Ereignisses und der ausgelösten seismischen Aktivität. Die Ergebnisse zeigen, dass flachere «Slow Slips» im Vergleich zu tieferen langsamen Rutschvorgängen eher dazu neigen, starke Seismizität auslösen. Diese Informationen können nun genutzt werden, um ein Modell zur Vorhersage von Veränderungen und Gefahren im Zusammenhang mit diesen speziellen Ereignistypen zu verbessern. Die Forschenden hoffen, dass die Datenbank und die Modellierung weiterentwickelt werden können, um ein besseres Verständnis dieser komplexen Prozesse zu erlangen.
Ein Beben der Magnitude 2.0 ereignete sich am Mittwoch, 7. Juli 2021, um 10:25 Uhr (Ortszeit) bei Eglisau (ZH) in einer sehr geringen Tiefe, innerhalb der obersten Kilometer der Erde. Weil sich das Beben so nahe der Erdoberfläche ereignet hat, war es trotz seiner kleinen Magnitude in Eglisau deutlich zu verspüren. Dies belegen die ungefähr 50 Verspürtmeldungen, die in den ersten beiden Stunden nach dem Beben beim Schweizerischen Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich eingegangen sind. Auch typisch für solch schwache, untiefe Beben ist, dass sie teilweise als Knall und weniger als Bodenerschütterung wahrgenommen werden. Bei einem Erdbeben dieser Stärke sind keine Schäden zu erwarten.
Das Gebiet von Eglisau ist seit 1984 für seine seismische Aktivität bekannt, die durch sehr schwache und selten spürbare Beben in geringer Tiefe charakterisiert ist. Das letzte etwas stärkere Beben bei Eglisau, mit einer Magnitude von 3.1, ereignete sich am 12. September 1999. Das aktuelle Beben ist das stärkste Ereignis seit diesem Datum; in den Jahren 2004 und 2015 gab es jeweils ein Ereignis mit einer Magnitude von knapp 2. Die Charakterisierung der tektonischen Strukturen, die für diese Erdbeben verantwortlich sind, ist Gegenstand von laufenden wissenschaftlichen Untersuchungen.
01.07.2021
Erdbeben am Furkapass
Am Donnerstag, den 1. Juli 2021, hat um 13:11 Uhr ein Erdbeben der Magnitude 4.0 die Region nördlich des Furkapasses erschüttert. Das Hypozentrum lag in einer Tiefe von rund 7 km. Das Beben wurde vor allem in nord-südlicher Richtung bis nach Zürich und Schaffhausen verspürt, wie die bisher über 500 eingegangen Verspürtmeldungen belegen. Aus der Romandie und dem Bündnerland gingen nur wenige Verspürtmeldungen ein. Schäden sind bisher keine bekannt. Nennenswerte Schäden sind für ein Beben dieser Stärke auch nicht zu erwarten, umso mehr als das Epizentrum in einer kaum besiedelten Region liegt.
Das Gebiet vom Wallis über die Zentralschweiz bis ins Bündnerland ist für seine überdurchschnittliche Erdbebentätigkeit bekannt. In der näheren Umgebung des aktuellen Epizentrums haben sich aber in den letzten Jahrhunderten keine Schadensbeben ereignet.
Erdbeben lassen sich nicht vermeiden. Allerdings besteht die Möglichkeit, die zu erwartenden Schäden mit relativ einfachen Mitteln zu verringern. Informieren Sie sich über das empfohlene Verhalten vor, während und nach einem starken Erdbeben.
In der Schweiz ereignen sich zwischen 1'000 und 1'500 Erdbeben pro Jahr. Von der Bevölkerung tatsächlich verspürt werden etwa 10 bis 20 Beben jährlich. Diese weisen in der Regel Magnituden von 2.5 oder mehr auf. Im langjährigen Durchschnitt ereignen sich 23 Beben pro Jahr mit einer Magnitude von 2.5 oder grösser. Erfahren Sie mehr über die Naturgefahren mit dem grössten Schadenspotential in der Schweiz.
Erdbeben sind die Naturgefahr mit dem grössten Schadenspotential der Schweiz. Sie lassen sich bisher weder verlässlich vorhersagen noch verhindern. Dank intensiver Forschung ist aber mittlerweile viel darüber bekannt, wie oft und wie stark die Erde an bestimmten Orten in Zukunft beben könnte. Erkunden Sie in unserem interaktiven Webtool anhand unterschiedlicher Karten, wie wahrscheinlich bestimmte Erdbeben in der Schweiz sind.
Wir werden oft gefragt, was die Mitarbeitenden des SED machen, wenn es nicht gerade bebt. Die Antwort lautet: Sie forschen. Woran, beleuchten verschiedene Forschungsfelder, die zentrale wissenschaftliche Aktivitäten des SED kurz und bündig beschreiben.
Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich ist die Fachstelle des Bundes für Erdbeben. In dessen Auftrag überwacht er die Erdbebenaktivität in der Schweiz sowie im grenznahen Ausland und beurteilt die Erdbebengefährdung in der Schweiz. Im Falle eines Erdbebens informiert der SED die Öffentlichkeit, Behörden und Medien über den Ort, die Stärke und mögliche Auswirkungen. Die Aktivitäten des SED sind in das eidgenössische Massnahmenprogramm Erdbebenvorsorge eingebunden.
10 bis 20-mal pro Jahr spürt, hört oder liest man, dass sich in der Schweiz Erdbeben ereignen. Die meisten Beben, die der Erdbebendienst jährlich aufzeichnet, bleiben aber von der Bevölkerung unbemerkt. Sie liegen unter der Spürbarkeitsgrenze und können nur mit sensiblen Messgeräten erfasst werden. Der Schweizerische Erdbebendienst betreibt ein Messnetz mit über 200 seismischen Stationen über die ganze Schweiz verteilt.