Neues Frühwarnsystem für Erdbeben in Südkalifornien

von Holger Kroker

Los Angeles  -  Erdbeben kommen - wie jetzt in der Osttürkei - meist völlig überraschend. Die Wissenschaft kennt bislang keine sicheren Anzeichen für einen bevorstehenden Erdstoß, und nur manche Beben kündigen sich mit leichteren Vorläufern an. Seismologen versuchen aber, zumindest kurzfristige Frühwarnungen über herannahende Erdbebenwellen zu geben, damit Industrieanlagen und Pipelines noch schnell gesichert werden können und der Verkehr gestoppt werden kann. In Japan, Mexiko und Taiwan sind solche Frühwarnsysteme installiert. Mexiko City, das durch ein 300 Kilometer entferntes Erdbebenzentrum vor der pazifischen Küste gefährdet ist, gewinnt durch die Überwachung dieses Gebietes etwa 70 Sekunden für die nötigsten Vorkehrungen. Andere Ballungsräume liegen jedoch unmittelbar an einer erdbebenträchtigen Störungszone oder gar mitten drin - etwa Istanbul und Los Angeles.

In der heutigen Ausgabe von "Science" skizzieren Geophysiker der Universität von Wisconsin und des California Institutes of Technology ein Frühwarnsystem, das auch solchen Gebieten wenigstens einige Sekunden Zeit für Vorbereitungen schaffen soll. Konzipiert und getestet wurde es zunächst für den Großraum Los Angeles.

"Wir nutzen die erste Wellenfront eines Erdbebens, die so genannten P-Wellen, um die Stärke der Hauptwellen zu berechnen", erklärt Geophysikprofessor Richard Allenin. Zwischen den P-Wellen, die nur geringe Schäden anrichten, und der Ankunft der zerstörerischen Hauptwellen vergehen in Südkalifornien je nach Tiefe des Bebenherdes zehn bis 15 Sekunden. Weitere fünf

Sekunden dauert es bis zum Höhepunkt des Bebens. Die Geschwindigkeit, mit der die P-Wellen aufeinander folgen, verrät den Erdbebenexperten, wie stark der folgende Stoß wird. "Kleinere Beben verursachen P-Wellen in höherer Frequenz, weil sich die Erdkruste nur über kurze Strecken bewegt, bei stärkeren Beben ist die P-Wellen-Frequenz niedriger, weil sich größere Störungszonen bewegen", so Allen. Der Erfolg von Frühwarnungen hängt von der Dichte des Messnetzes und der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung ab. Südkalifornien ist da in einer guten Position, denn hier gibt es ein dichtes Netz von 155 gut ausgestatteten seismischen Stationen. Sie zeichnen jede Erdbewegung auf, verarbeiten die Informationen vor Ort und melden die Resultate an die Zentrale.

"Wir wollen schon eine Sekunde, nachdem die ersten Wellen registriert wurden, eine vorläufige Magnitudenangabe haben, die dann innerhalb höchstens einer weiteren Sekunde an die Zentrale gemeldet wird", unterstreicht Allen. Tests mit Daten von zurückliegenden Erdbeben haben gezeigt, dass so bereits sehr gut die Magnitude angegeben werden kann, die das Erdbeben mindestens erreichen wird. Orte, die rund 30 Kilometer vom Epizentrum entfernt liegen, hätten so immerhin noch eine Vorwarnzeit von etwa acht Sekunden. Das reicht aus, um die dringendsten Notabschaltungen durchzuführen - allerdings nur, wenn die Informationsübermittlung an die Steuerungssysteme automatisiert ist. Der Betrieb des Systems soll in Kürze beginnen.

Artikel erschienen am 2. Mai 2003