Die Zweifel an der Erdbebenvorhersage wachsen

Ausgerechnet in Japan, das zu den am stärksten durch Erdbeben gefährdeten Ländern der Erde gehört, empfiehlt der dortige Wissenschaftsrat jetzt, die Forschung zur Vorhersage dieser Naturkatastrophen einzuschränken. Der Grund: In mehr als 30 Jahren Forschungsarbeit und trotz einer Förderung von etlichen Milliarden US-Dollar, konnte das angestrebte Ziel, Zeitpunkt sowie Ort und Stärke einer bevorstehenden Erderschütterung anzukündigen, nicht erreicht werden. Japan ist das erste erdbebengefährdete Land, in dem selbst Wissenschaftler öffentlich diesen Ansatz der Erdbebenforschung in Frage stellen."Offenbar sitzt der Schock von Kobe tief", sagt Jochen Zschau, Leiter des Aufgabenbereichs Desasterforschung am Geoforschungszentrum Potsdam (siehe Interview). Das Erdbeben, das am 17. Januar 1995 die japanische Industriestadt Kobe erschütterte, forderte 5 503 Todesopfer. Fast 27 000 Menschen wurden verletzt, 310 000 Menschen obdachlos. Der Sachschaden von über 100 Milliarden US-Dollar übertraf alle bisherigen Rekorde. Die Vorzeichen, soweit es überhaupt welche gab, waren nicht erkannt worden.Erdbeben ereignen sich in den Bruchzonen der Erdkruste, die nicht starr, sondern in einzelne, sich gegeneinander bewegende Platten zerfallen ist. Vereinfacht gesagt, können sich entlang dieser Bruchzonen ganze Gesteinspakete ineinander verhaken. Dadurch bauen sich Spannungen auf. Wenn sie sich ruckartig lösen, bebt die Erde.Um Menschen evakuieren und Industrieanlagen sowie Einrichtungen zur Energieversorgung rechtzeitig abschalten zu können, laufen außer in Japan vor allem in China und in den USA aufwendige Forschungsprogramme zur Erdbebenvorhersage. Wissenschaftler versuchen, die komplexen physikalischen Vorgänge zu erfassen und daraus Vorzeichen für eine künftige Erschütterung abzuleiten.China kann dabei einige Erfolge verzeichnen. "Auch in diesem Jahr wurden schon drei größere Beben angekündigt, in einem Fall hat man sogar 150 000 Menschen evakuiert", berichtet Jochen Zschau, "alle drei Beben sind eingetroffen." Die spektakulärste Vorhersage gelang den Chinesen 1975. Das Beben in der mandschurischen Provinz Liaoning mit der Stärke 7,1 auf der Richter-Skala konnte fast auf die Stunde genau angekündigt werden. Zwar stürzten Gebäude ein, Versorgungsleitungen barsten und Straßen sowie Bahnlinien wurden unpassierbar. Doch angeblich gab es keinen einzigen Toten. Beim Beben in der Industriestadt Tangschan ein Jahr später starben dagegen mindestens 240 000 Menschen. Es war nicht vorhergesagt worden.In den USA haben Geologen mit dem Parkfield-Experiment von sich reden gemacht. Der kleine Ort Parkfield liegt in etwa 250 Kilometer südlich von San Francisco direkt an dem bekannten San-Andreas-Bruch in Kalifornien. Dort schrammen die pazifische und die nordamerikanische Platte mit einer Geschwindigkeit von drei bis sechs Zentimetern pro Jahr aneinander vorbei. Kleinere Erschütterungen sind dort an der Tagesordnung.Seit 1887 ereignen sich größere Beben in der dünn besiedelten und daher für das Experiment gut geeigneten Gegend um Parkfield alle 15 bis 22 Jahre. Zwischen 1988 und 1993 sollte es wieder soweit sein. Die Mutigen unter den Wissenschaftlern prognostizierten sogar die Stärke der bevorstehenden Erschütterung. Sie sollte zwischen 5,5 und 6 auf der Richterskala betragen. Um während des Bebens möglichst viele Daten erfassen zu können, spickten die Wissenschaftler den Boden um Parkfield mit ihren Instrumenten.Über Jahre hinweg haben sie die Veränderung der Seismizität gemessen, also die Häufigkeit und Stärke der ständigen Mikrobeben bis etwa Stärke zwei auf der Richterskala, ebenso Abweichungen der elektrischen Leitfähigkeit und des Magnetfeldes im Gestein. Mit Vermessungsgeräten registrierten sie jede Verformung im Gelände und zeichneten auch die Schwankungen des Grundwasserspiegels sowie Änderungen der chemischen Zusammensetzung des Wassers auf. Doch bisher ist nichts passiert. An anderen Stellen des San-Andreas-Bruchs erzitterte die Erde jedoch gewaltig, zum Beispiel im Oktober 1989 nördlich von San Francisco beim Loma-Prieta-Beben mit der Stärke 7,1 oder im Januar 1994 beim Northridge-Beben mit Stärke 6,8."Nach dieser Enttäuschung sind auch die Wissenschaftler in den USA vorsichtiger geworden hinsichtlich der Erdbebenvorhersage nach Zeit, Ort und Stärke", vermutet Jochen Zschau. Zwei kalifornische Forscher veröffentlichten vor einigen Monaten zusammen mit Robert Geller, einem Erdbebenexperten von der Universität Tokio, in der Wissenschaftszeitschrift Science einen Artikel mit dem Titel "Erdbeben können nicht vorhergesagt werden". Ihr Hauptargument: Die physikalischen Prozesse, die in der Erde ablaufen, sind zu komplex, um sie vorausberechnen zu können.Ähnlich sieht das Rolf Schick, renommierter Geophysiker an der Universität Stuttgart. In seinem informativen Buch "Erdbeben und Vulkane" (1997, Verlag C.H. Beck, München) bezeichnet er Erdbeben als Unfälle im Bewegungsablauf zwischen den Schollen der Erdkruste und vergleicht die Prozesse in den Bruchzonen mit dem Geschehen auf den dicht befahrenen Autobahnen: Beim Verkehrsunfall tritt im schnellen Strom der Fahrzeuge lokal eine ruckartige Verzögerung auf; bei einem Erdbeben wird die Kriechbewegung entlang der Grenzflächen zwischen den Platten plötzlich beschleunigt. In beiden Fällen wird die Unfallhäufigkeit von äußeren Einflüssen gesteuert. Im Verkehr sind es Nebel, Regen und Glatteis, in den Bruchzonen ist es der zunehmende Druck, wenn eine Scholle langsam an der anderen entlangschrammt. Schicks Fazit: Ebensowenig wie ein Autounfall kann ein einzelnes Beben vorausgesagt werden.Jochen Zschau meint dagegen, man dürfe Erdbebenvorhersage-Forschung zum jetzigen Zeitpunkt nicht nur darauf beschränken, den Ort und den Zeitpunkt sowie die Stärke eines Bebens kurzfristig und mit höchster Genauigkeit bestimmen zu wollen. Man müsse sich dem Ziel einer Vorhersage auch weiterhin langsam durch eine fundierte Grundlagenforschung nähern (siehe Interview). "Es gibt viele Arbeiten, die mit dem Ziel begonnen wurden, Kriterien für eine Erdbebenvorhersage zu finden. Diese Arbeiten haben zwar keine hundertprozentig sicheren Vorzeichen geliefert, dafür aber interessante Erkenntnisse über die Abläufe in der Erdkruste."Als Beispiel dafür nennt er die Rolle des Tiefenwassers beim Auslösen der Erderschütterungen. Erst seit einigen paar Jahren weiß man aus Tiefbohrungen, daß auch mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche Wasser existiert. "Es steckt in Rissen und Poren des Gesteins und setzt den Reibungswiderstand herab, kann also einen Bewegungsvorgang wie Erdbeben fördern", erklärt Zschau.Zschau und seine Mitarbeiter untersuchen dieses Phänomen im Rahmen eines deutsch-türkischen Forschungsprojektes an der nordanatolischen Verwerfung, an der sie Veränderungen in der Erdkruste im Zusammenhang mit Erdbeben studieren. Dabei haben sie festgestellt, daß immer im Frühling zur Schneeschmelze, wenn viel Wasser in der Erde versickert, die Zahl der Mikrobeben ansteigt.Die japanischen Erdbebenforscher sind vom Wissenschaftsrat aufgefordert worden, die Gefahren, die der Gesellschaft durch Erdbeben drohen, besser einzuschätzen. Dazu gehört zum Beispiel, daß katastrophale Begleiterscheinungen von Erdbeben besser erforscht werden ­ etwa Erdrutsche oder die "Liquefaktion", also die Verflüssigung von feinkörnigem Boden durch die Erschütterung. Ingenieure sollen Techniken entwikkeln, mit denen sich diese sekundären Katastrophen vermeiden lassen. Außerdem schlägt der Wissenschaftsrat vor, zusammen mit anderen Ländern die Netzwerke zur Messung von Erderschütterungen auszubauen.