Kurzfassung   

Inhaltsverzeichnis ...................................................................... 1

1.  Einleitung  2

2.  Die globale Verteilung von seismisch  

und  vulkanisch aktiven Gebieten  2

3.  Erdbebenstatistik und Langzeitvorhersage  3

4.  Vulkaneruptionsstatistik und Langzeitvorhersage  4

5.  Vorboten von Erdbeben  

und  das Problem Kurzzeitvorhersage  5

5.1  Erfolge und Misserfolge in China  

in  den 1970er Jahren  5

5.2  Forschungsfortschritte in den 1980er Jahren  6

6.  Vorboten von Vulkaneruptionen  

und  das Problem der Kurzzeitvorhersage  8

7.  Der heutige Forschungsstand  13

8.  Ausblicke in die Zukunft  

und  praktische Konsequenzen  15

Literaturverzeichnis   19

In jedem Jahr verlieren viele Tausende von Menschen durch Erdbeben und Vulkaneruptionen ihr Leben. Die Zahl der Opfer könnte wesentlich verringert werden, wenn es gelänge, die Naturereignisse genau vorherzusagen. Denn in diesem Fall könnten die meisten Menschen sich und zumindest einen Teil ihrer Sachgüter rechtzeitig in Sicherheit bringen.

Seit langem weiß man aus Erfahrung, dass Erdbeben und Vulkanausbrüche immer wieder in den Regionen der Erde auftreten, in denen sie schon bisher stattgefunden haben. Heute weiß man aber auch, dass dies eine Regel ist, von der es nicht selten Ausnahmen gibt - insbesondere bei Erdbeben. Das hat seinen Grund darin, dass die menschliche Beobachtungszeitspanne, von Jahrhunderten bis höchstens einigen Jahrtausenden, zu kurz ist, um alle gefährdeten Regionen schon als solche erkannt zu haben. Insofern ist jeder Prognoseversuch mit prinzipiellen Unsicherheiten behaftet. Grundsätzlich können an jeder Stelle der Erdoberfläche Erdbeben stattfinden. Unterschiede bestehen aber zweifellos hinsichtlich der Häufigkeit und der Stärke. Dagegen sind potentielle Vulkaneruptionen fast immer an schon bestehende Vulkane gebunden. Aber ebenso wie bei den Erdbeben, ist die Häufigkeit und die Stärke der Vulkanausbrüche sehr unterschiedlich.

Seit den 1960er Jahren hat man eine ganze Reihe von Beben- und Eruptionsvorläufern entdeckt, die für eine Prognose erfolgversprechend erschienen. In den 1990er Jahren musste man jedoch zugeben, dass bei der Erdbebenvorhersage weder ein einzelner Vorläufer noch eine Kombination mehrerer Vorläufer eine exakte Vorhersage eines einzelnen Ereignisses nach Ort, Zeitpunkt und Stärke zuließ. Bei der Vorhersage von Vulkaneruptionen dagegen war man etwas erfolgreicher, aber nur deshalb, weil Vulkaneruptionen meistens nicht so überfallartig stattfinden wie Erdbeben, so dass die Menschen wesentlich mehr Zeit zur Flucht aus dem Gefahrenbereich haben.

In Zukunft wird man wohl noch einige Fortschritte in der Vorhersageforschung erzielen; aber ein entscheidender Durchbruch zu einer exakten Prognose ist nicht in Sicht. Als praktische Konsequenz aus dieser Erkenntnis ergibt sich, dass die beste und wirkungsvollste Vorbereitung auf Erdbeben und Vulkaneruptionen in einer vernünftigen Flächennutzungs- und Bauplanung besteht. Dabei kommt es vor allem darauf an, extrem gefährdete Regionen von Bauwerken mit extremem Katastrophenpotential (z.B. Atomkraftwerke oder bestimmte chemische Fabriken) frei zu halten und die Errichtung von anderen Bauwerken von der Erfüllung strengster Bauvorschriften abhängig zu machen. Auch „mobile homes“ sollten mehr als bisher genutzt werden.

- 1 - 1.Einleitung

Die vorliegende Forschungsarbeit beschäftigt sich mit Phänomenen, die das Leben auf der Erde schon seit seiner Entstehung begleitet haben und auch weiterhin begleiten werden: Erdbeben und Vulkaneruptionen. Besonders betroffen von diesen Phänomenen ist der Mensch, vor allem infolge der Anfälligkeit und des hohen Katastrophenpotentials seiner zivilisatorischen Errungenschaften. Allein im vergangenen Jahrhundert kamen etwa zwei Millionen Menschen durch die Folgen von Erdbeben und Vulkaneruptionen ums Leben. Mag es dem Menschen auch gelungen sein, viele Teile der Natur zu beherrschen, so hat er es dennoch nicht geschafft, sich gegen zwei der größten Naturkatastrophen wirkungsvoll zu schützen. Vielmehr hat er durch seine Bauwerke und die anderen technischen Errungenschaften ein viel höheres Katastrophenpotential geschaffen als es durch die beiden Naturerscheinungen an sich schon vorhanden ist. Man denke nur an die Zerstörung eines Atomkraftwerkes durch ein Erdbeben und die globalen Folgen.

Trotz modernster Technik und gewisser Fortschritte in der Vorhersageforschung sind steigende Todeszahlen zu verzeichnen. Doch liegt dies nicht etwa daran, dass es immer öfter zu Erdbeben und Vulkaneruptionen gekommen wäre, sondern daran, dass die immer schneller wachsende Erdbevölkerung immer größere und gefährlichere Teile der Erde besiedelt. Gefährlich insofern, als es Regionen gibt, die aus geologischer Sicht eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, „Opfer“ eines oder beider Naturerscheinungen zu werden. Oftmals siedeln die Menschen sogar gerade in besonders gefährdeten Gebieten, weil diese günstige Industrie- oder Agrarstandorte sind.

Aus diesem Grund ist die Entwicklung von wirksamen Vorhersage- und Schutzmöglichkeiten nach wie vor von großer Wichtigkeit. Zwar gibt es zahlreiche Veröffentlichungen über die Vorhersage von Erdbeben oder Vulkaneruptionen , aber kombinierte Betrachtungen der beiden Phänomene fehlen bislang noch. Doch gerade eine solche Betrachtung halte ich wegen der engen Zusammenhänge zwischen beiden für sehr wichtig. Insbesondere eine synthetische Betrachtung sollte daher von großem Interesse sein, da aus dieser weitergehende Erkenntnisse gewonnen werden können als aus einer isolierten Betrachtung der beiden Phänomene.

- 2 - Sohabe ich meine Forschungsarbeit darauf konzentriert, die Fachliteratur sowohl über Erdbeben als auch Vulkaneruptionen vergleichend auszuwerten und meine daraus resultierenden Erkenntnisse an aktuellen Ereignissen zu überprüfen, um Empfehlungen für praxisrelevante zukünftige Forschungen ableiten zu können.

2. Die globale Verteilung von seismisch

und vulkanisch aktiven Gebieten

Durch Auswertungen von historischen Aufzeichnungen über Erdbeben und Vulkanausbrüche in früheren Jahrhunderten und durch Beobachtung und Messung solcher Vorgänge in diesem Jahrhundert wissen wir heute recht gut über deren globale Verteilung bescheid. Eine gute kartographische Darstellung beider Phänomene in einer Karte liefert der Diercke-Weltatlas (1996, S. 218). Die Karte zeigt, dass Erdbeben- und Vulkangebiete zwar sehr ungleichmäßig, aber keineswegs regellos auf der Erde verteilt sind. Sehr auffällig ist, dass die meisten Erdbeben- und Vulkangebiete in der Nähe von Plattengrenzen, besonders konvergierenden, lokalisiert sind. Allerdings erkennt man auch etliche Erdbeben- und Vulkangebiete, die offensichtlich keinen Zusammenhang mit Plattengrenzen haben.

3. Erdbebenstatistik und Langzeitvorhersage

Eine wichtige Grundlage für die Erdbebenstatistik liefern bereits historische Aufzeichnungen von Erdbeben, aus denen hervorgeht, welche Schäden in welchen Gebieten aufgetreten sind. Solche Aufzeichnungen reichen in alten Kulturregionen mehr als 2000 Jahre zurück. Wichtiger jedoch sind die modernen Messungen und Aufzeichnungen von Erdbeben dieses Jahrhunderts, die es ermöglichen, die einzelnen Parameter eines Erdbebens genau zu bestimmen, vor allem die genaue Lage des Hypozentrums und des Epizentrums, sowie die Magnitude, und die an der Erdoberfläche das Epizentrum umgebenden Intensitätszonen.

Wenn man alle auf der Erde bisher aufgetretenen Erdbeben in Karten einträgt, erkennt man, dass bestimmte Gebiete wesentlich häufiger und meist auch von stärkeren Erdbeben betroffen worden sind als andere Gebiete und deshalb sehr wahrscheinlich auch in Zukunft mehr gefährdet sind.

- 3 - Aberdie Erfahrung hat auch gelehrt, dass plötzlich Erdbeben in solchen Regionen aufgetreten sind, die bisher als bebenfrei galten, offenbar weil die zeitlichen Abstände zwischen Beben sehr groß sein können (Jahrtausende) und den menschlichen Erfahrungshorizont weit überschreiten.

Zu diesen nicht erwarteten Beben gehören interessanterweise auch solche, die zwar nicht bewusst von Menschenhand verursacht, aber doch von ihr ausgelöst worden sind, was an folgendem Beispiel deutlich wird:

Im Jahr 1962 wurde in der Nähe von Bombay die 103 m hohe Staumauer für den Koyna-Stausee fertiggestellt und mit dem Aufstau des Wassers begonnen. Das Gebiet galt als bebenfrei. Aber nach der Füllung des Seebeckens traten in seiner Nähe erstmals Erdstöße auf. Ihre Häufigkeit nahm sehr schnell zu; von 1962 bis 1967 wurden 67 Beben gemessen. Das stärkste fand am 11. Dezember 1967 mit einer Magnitude M = 6,5 statt. 200 Menschen verloren ihr Leben. Die Staumauer wurde erheblich beschädigt, zerbrach aber glücklicherweise nicht. Die verschiedenen Beben ereigneten sich immer dann, wenn nach regenreichen Perioden der Stausee seine höchsten Wasserstände hatte. Die Herde der Beben lagen auf einer Störung, die offenbar durch das Einpressen des Stauseewassers ihren zweifellos von Natur aus vorhandenen Reibungswiderstand verlor und die Erdbeben verursachte. Global betrachtet konnten bei 10 - 20% aller Stauseeprojekte seismische Folgeerscheinungen festgestellt werden (Koenig 1984, S. 160/161). Eine Karte, in der beispielsweise die in Mitteleuropa in den vergangenen etwa eintausend Jahren aufgetretenen Erdbeben mit Intensitäten von I > oder = 4,5 eingetragen sind, enthält der Erdbebenkatalog von Leydecker (1986, S. 14). An dieser erkennt man deutlich, dass die meisten Erdbeben bisher im Rheinland, am Alpenrand, im Raum Stuttgart und im Raum Hof verzeichnet sind. Aber auch Norddeutschland war nicht bebenfrei.

Als Folgerung aus dieser Karte ergibt sich die Aussage, dass es Gebiete größerer und solche geringerer Erdbebenhäufigkeit gibt, und dass die Ersten wohl auch in Zukunft gefährdeter sein werden als die Letzten. Aber für eine exakte Erdbebenvorhersage in Hinblick auf den genauen Ort, den genauen Zeitpunkt und die angenäherte Stärke eines Erdbebens ist die Karte selbstverständlich nicht brauchbar. Auch statistische Berechnungen der Eintrittswahrscheinlichkeit von Erdbeben auf der Basis der bisherigen Beobachtungen und Messungen führen nicht weiter. Denn das