16. Okt. 2017

Schäden nach dem Beben bei Albstadt vom 3. September 1978.

Deutschland hat in Sachen Erdbebengefährdung Glück. Entlang des Rheins von der Schweizer bis zur niederländischen Grenze, auf der Schwäbischen Alb und im Vogtland gibt es seismische Aktivität von nennenswerter Stärke. Ansonsten ist es hierzulande wie auch im Rest des nördlichen Mitteleuropas ziemlich ruhig. Das heißt jedoch nicht, dass die Gefährdung gleich Null wäre. Auf dem 5. Kolloquium über Historische und Paläoseismizität, das diesmal in Hannover stattfand, wurden die Herausforderungen deutlich, vor denen die Abschätzung seismischer Gefährdung in Deutschland steht.

"Erdbeben können überall in Deutschland vorkommen, auch in den Regionen mit geringer Seismizität", betont Fabrice Cotton, Sektionsleiter Erdbebengefährdung beim Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam (GFZ). Denn auch wenn die seismische Aktivität drastisch geringer ist als etwa in Italien, so ist die Kruste auch in Deutschland von Störungen durchzogen. Dort kann sich Stress aufbauen - nur dauert das eben länger.

Die GFZ-Seismologen um Francois Cotton koordinieren in Deutschland die Erstellung von sogenannten Gefährdungskarten. Für das Gebiet der Bundesrepublik wird darin verzeichnet, in welchen Regionen die tektonische Aktivität zu spürbaren bis riskanten Bodenbeschleunigungen führen kann. Bauaufsichtsbehörden zum Beispiel nehmen das als Grundlage für entsprechende Anforderungen an die Erdbebenfestigkeit der Gebäude.

Die derzeit aktuelle Gefährdungskarte stammt aus dem Jahr 2016 und zeigt die Maximalbewegungen, die innerhalb von 50 Jahren mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens zehn Prozent zu erwarten sind. Das Bild ist seit vielen Jahrzehnten vertraut: Entlang des Rheins, auf der Alb und im Vogtland gibt es farbige Gefahrenzonen, jenseits davon nicht. Doch seit dem vergangenen Jahr gibt es etwas Neues: "Wir haben versucht die Unsicherheiten in der Gefährdungsabschätzung darzustellen", so Cotton auf dem 5. Kolloquium über historische und Paläoseismizität, das diesmal die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover ausrichtete.

Unsicherheiten in der Gefährdungsabschätzung sind gerade in einem nur schwach aktiven Gebiet wie Deutschland nicht unbeträchtlich. Insbesondere die Wiederkehrzeiten, also der Zeitraum, der zwischen einzelnen Beben an einem Ort verstreichen kann, sind bei nur geringer Seismizität schwer zu kalkulieren. "Weil die Bewegungen hier so gering sind, finden Erdbeben selten statt. Deshalb reichen bei uns die instrumentellen Aufzeichnungen oder auch die historischen Dokumente, die vielleicht 1000 Jahre zurückreichen, für eine Abschätzung nicht aus", sagt etwa Thomas Spies von der BGR. So ist zum Beispiel unklar, wie lang der Zeitraum ist, bis es im Oberrheingebiet wieder zu einem so starken Beben kommt, das 1356 Basel zerstörte. Derzeit gehen die Experten von einer Wiederkehrzeit von 2500 Jahren aus, "aber", so GFZ-Experte Cotton, "das ist eine heiß umstrittene Frage".

Aktuelle Karte zur seismischen Gefährdung in Deutschland (2016).

Aktuelle Karte zur seismischen Gefährdung in Deutschland (2016).

Bild: GFZ Potsdam
Das Baselbeben von 1356 nach der sog. Cosmographia des Sebastian Münster von 1540.

Das Baselbeben von 1356 nach der sog. Cosmographia des Sebastian Münster von 1540.

Bild: CCO
Schäden, die am 14. März 1951 nach einem 5,8-Beben bei Euskirchen entstanden.

Schäden, die am 14. März 1951 nach einem 5,8-Beben bei Euskirchen entstanden.

Bild: Uni Köln/Bebenwarte Bensberg
Wiederaufgebaut: Die Türme des Basler Münsters fielen 1356 dem schweren Erdbeben zum Opfer.

Wiederaufgebaut: Die Türme des Basler Münsters fielen 1356 dem schweren Erdbeben zum Opfer.

Bild: Michielverbeek/CC BY-SA 3.0
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Aktuelle Karte zur seismischen Gefährdung in Deutschland (2016).

Bild: GFZ Potsdam

Das Baselbeben von 1356 nach der sog. Cosmographia des Sebastian Münster von 1540.

Bild: CCO

Schäden, die am 14. März 1951 nach einem 5,8-Beben bei Euskirchen entstanden.

Bild: Uni Köln/Bebenwarte Bensberg

Wiederaufgebaut: Die Türme des Basler Münsters fielen 1356 dem schweren Erdbeben zum Opfer.

Bild: Michielverbeek/CC BY-SA 3.0

Ähnlich rätselhaft ist das Bebengeschehen um Albstadt auf halbem Weg zwischen Stuttgart und dem Bodensee. Die 45.000-Einwohner-Stadt wurde im 20. Jahrhundert mehrfach von Erdbeben durchgeschüttelt, zuletzt am 3. September 1978 von einem der Magnitude 5,7. "Wir haben Aufzeichnungen über größere Beben im 12. Jahrhundert, aber sonst nahezu keine Hinweise", sagt Fabrice Cotton, "mit einem solchen Bebenschwerpunkt in jüngster Zeit können wir unsere Modelle nur sehr schwer einstellen."

Eine Verbesserung der Datenlage ist daher nur durch interdisziplinäres Arbeiten möglich, über alle geowissenschaftlichen Disziplinen hinweg mit Sozial- und Geisteswissenschaftlern. "Die Informationen für den überwiegenden Teil der historischen Erdbeben stammen aus Kompilationen, die meistens aus dem 18., 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts stammen", so BGR-Forscher Diethelm Kaiser. "Die Auswertung der primären, also zeitgenössischen Quellen, um die Qualität des Erdbebenkatalogs in Zukunft zu verbessern, steht noch ganz am Anfang." Als beispielhaft wurde in Hannover ein Projekt des Baden-Württembergischen Landeserdbebendienstes vorgestellt, der in den vergangenen fünf Jahren begonnen hat, den Erdbebenkatalog des Landes durch systematische Erfassung der historischen Quellen zu ergänzen. So kann man versuchen, den Bebeneintrag mit Informationen zu seiner Intensität und der Ausdehnung des Gebiets, in dem es gespürt wurde, anzureichern.

"Es ist eine ungemein schwierige und aufwendige Arbeit", lobt Fabrice Cotton die Anstrengungen in Freiburg. Zum Jahresende soll das Projekt abgeschlossen sein. Noch aufwendiger als die Recherche in staatlichen, kirchlichen und privaten Archiven ist die Geländearbeit, die die vorhistorische Zeit abdeckt. In Deutschland kommt man mit Aufzeichnungen vielleicht 1000 Jahre zurück, nur in Ausnahmefällen reichen Klosterarchive in frühmittelalterliche Zeiten zurück. Die Spuren weit zurückliegender Beben sind in der stark genutzten Kulturlandschaft nur selten auf den ersten Blick zu erkennen, so dass intensive Geländearbeit nötig wird, um die entsprechenden Spuren im Untergrund aufzudecken.

Eine weitere Neuerung der Gefährdungskarte von 2016 hat "unter der Motorhaube" stattgefunden. Die vom GFZ koordinierte Arbeitsgruppe hat die maximale Magnitude der für Deutschland erwarteten Erdbeben auf 7 angehoben. "Wir haben das getan, weil spätestens das Tohoku-Beben von 2011 gezeigt hat, dass unsere Prognosen über die Bebenstärke durchaus übertroffen werden können", so Cotton. Für den normalen Bauherrn hat diese Öffnung keinerlei Folgen, denn stärkere Beben haben eine noch wesentlich geringere Eintrittswahrscheinlichkeit, so dass sich die Gefährdung auf Sicht von einigen Jahrzehnten kaum erhöht. Für Bauwerke oder Anlagen allerdings, die für längere Zeiträume errichtet werden, rechnet Fabrice Cotton mit veränderten Anforderungen. "Wenn wir von Kernkraftwerken oder Staudämmen reden, werden unsere geänderten Modelle Auswirkungen haben."

Eine optische Überraschung bereiten die Geowissenschaftler um Fabrice Cotton für die nächste Auflage der seismischen Gefährdungskarte vor. "Unsere Gespräche mit Sozialwissenschaftlern und Praktikern aus der Risikokommunikation haben ergeben, dass wir den Farbcode der Karte verändern müssen", so Fabrice Cotton. Derzeit geht die Skala von Weiß als niedrigster Stufe der Bodenbeschleunigung bis Dunkelrot mit einer Beschleunigung von acht Metern pro Quadratsekunde. Das Resultat: Bis auf Oberrheintal und Rheinische Tiefebene, Schwäbische Alb und Vogtland ist ganz Deutschland weiß kodiert. "Die meisten Verantwortlichen haben das so verstanden, dass in weißen Gebieten überhaupt kein Risiko bestünde, aber das haben wir keineswegs gemeint", so Fabrice Cotton. Zusammen mit dem Schweizer Erdbebendienst und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich überarbeiten die GFZ-Experten daher die Farbskala der Karte, so dass in einer der nächsten Versionen Deutschland flächendeckend in Gelb getaucht sein wird. Cotton: "Das soll zeigen, dass dort das Risiko zwar gering ist, aber keineswegs gleich Null."