SeismologieWenn der Mensch Erdbeben lostritt

Nicht alle Erdbeben sind natürlichen Ursprungs. In Gebieten, wo es schon Spannungen in der Erde gibt, sind Geothermie oder ein Staudamm-Bau riskant. von Ralf Nestler

Wenn die Erde zittert, Bücher aus dem Regal fallen, Wände plötzlich Risse bekommen oder gar Gebäude einstürzen, ist klar: Ein Erdbeben hat stattgefunden. Eine Naturgewalt. Aber nicht in jedem Fall. Immer wieder gibt es Erschütterungen, die der Mensch verursacht oder zumindest angestoßen hat. Etwa durch Bergbau, Gasförderung oder Geothermie-Anlagen zur Stromerzeugung. Aber auch gewaltige Massenverlagerungen an der Oberfläche können in die Tiefe wirken und Erdbeben auslösen. So führen manche Forscher das Erdbeben im Mai 2008 in der chinesischen Provinz Sichuan mit mindestens 60.000 Toten auf den Bau eines Staudamms zurück.

In Mitteleuropa stehen vor allem Geothermie-Kraftwerke regelmäßig in der Kritik. Erst am 20. Juli gab es wieder deutliche Erdstöße nahe St. Gallen. Bei den Anlagen geht es darum, heißes Wasser aus großer Tiefe zu pumpen, dessen Wärme zur Stromerzeugung sowie für Heizzwecke zu nutzen und die Flüssigkeit wieder nach unten zu bringen. Mitunter wird zu Beginn zusätzlich Wasser eingepresst, um Mikrobeben auszulösen, bei denen neue Risse entstehen, durch die dann mehr Wasser zirkulieren kann.

Anzeige

Aber nicht immer bleibt es bei den beabsichtigten kleinen Erschütterungen. Bekannt geworden sind die Erdstöße mit einer Magnitude (Stärke) von bis zu 3,4 in Basel 2006, wo Schäden in Höhe von fünf Millionen Euro gemeldet wurden. Oder im pfälzischen Landau 2009 (Magnitude 2,7 – das ist etwa die Grenze, ab der Menschen Erdbeben spüren). Dort hat der Betreiber Schäden in Höhe von 9.500 Euro aus Kulanz bezahlt.

Die Fälle werfen die Frage auf, ob diese Technik überhaupt in erdbebenträchtigen Gebieten, zu denen diese Städte zählen, genutzt werden sollte. Eine aktuelle Studie aus den USA zeigt, wie eng der Betrieb solcher Anlagen mit der Erdbebenaktivität verknüpft ist. Forscher um Emily Brodsky von der Universität von Kalifornien in Santa Cruz hatten Daten des "Salton Sea"-Geothermalfelds im Süden des Bundesstaates von 1985 bis 2012 ausgewertet. Je größer die Menge an Wasser, das heraufgepumpt oder nach unten gepresst wurde, um die Kraftwerksleistung zu steigern, umso häufiger zitterte dort die Erde, berichten sie im Fachblatt Science. Die Erschütterungen sind im Allgemeinen gering, meist unter dem, was Menschen spüren können.

Die künstlichen Erschütterungen sind der Anstoß

Doch jedes kleine Beben kann prinzipiell "wachsen" und ein großes werden. Wie der berühmte Tropfen, der ein Fass zum Überlaufen bringt. Das ist auch in Basel passiert. Dort, an der Nahtstelle zwischen den Alpen und dem Oberrheingraben, war der Untergrund durch tektonische Kräfte "vorgespannt", wie Seismologen sagen. Die künstlich erzeugten schwachen Erschütterungen waren nur der Anstoß, der Fels riss immer weiter auf, ein handfestes Erdbeben brach sich Bahn.

Beben bei St. Gallen

Am 20. Juli kam es zu einem Erdbeben am Geothermieprojekt Sittertobel bei St. Gallen. Laut Schweizerischem Erdbebendienst (SED) hatten die Erschütterungen eine Magnitude (Stärke) von 3,6 und wurden im Umkreis von 15 Kilometern wahrgenommen. Außer Rissen im Putz scheint es keine weiteren Schäden gegeben zu haben.

Vorausgegangen waren Tests, bei denen verdünnte Salzsäure in vier Kilometern Tiefe verpresst wurde. Am 19. Juli nahm die seismische Aktivität zu, der Druck im Bohrloch stieg, vermutlich durch eindringedes Gas. Um einen Austritt zu verhindern, wurden 650 Kubikmeter Wasser und schwere Bohrspülung ins Loch gepumpt, was vermutlich das Beben begünstigte.

Geothermie in der Kritik

Ob es in Sittertobel weitergeht, ist offen. Das Projekt ist – nach dem ebenfalls wegen merklicher Erdstöße gestoppten Vorhabens in Basel – das einzige in der Schweiz zur Nutzung tiefer Geothermie.

"Wir wissen nicht, ob es zwei Mal Pech war, oder ob ein systematisches Problem dahintersteckt“, sagt der SED-Direktor Stefan Wiemer. Das werde nun untersucht. Prinzipiell ausschließen will er die tiefe Geothermie in dem tektonisch aktiven Gebiet nicht. Er sagt aber auch: "Noch ist nicht klar, ob man das große Potenzial sinnvoll und kosteneffektiv nutzen kann." (nes)

Wie diese Gefahr verringert werden kann, soll das "Mags"-Projekt (Mikroseismische Aktivität geothermischer Systeme) aufklären, das nach den Erschütterungen von Landau gestartet wurde. "Entscheidend ist die Lage der Kraftwerke", sagt Christian Bönnemann von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover, die Mags koordiniert. In Norddeutschland, wo der Untergrund weniger unter natürlicher Spannung steht, habe es bisher keine größeren Beben gegeben, die mit Geothermie zusammenhingen, sagt er. "Obwohl dort viel mehr Wasser nach unten gepumpt wurde als in Basel oder Landau."

Nach Ansicht Bönnemanns ist Süddeutschland dennoch keine Tabuzone, sofern die seismische Gefährdung des jeweiligen Gebietes gründlich untersucht wird. Dazu sollten historische Daten zu Erdbebenhäufigkeit und -stärke herangezogen werden sowie Untersuchungen, die Schwächezonen im Untergrund ausweisen. Denn das sind oft zugleich Kandidaten für Erdstöße in der Zukunft.

Aber diese Vorerkundungen sind zwangsläufig lückenhaft. Auch mit den immer besseren Messverfahren lässt sich nicht jede Schwächezone in der Tiefe aufspüren. Und die seismologischen Messreihen erstrecken sich oft nur über wenige Jahrzehnte, was es schwierig macht, die Häufigkeit stärkerer Beben zu ermitteln. Andererseits sind die Seismometer heutzutage billiger und werden in größerer Zahl eingesetzt. So können auch schwache Erschütterungen, die viel häufiger auftreten, besser erfasst werden.

Leserkommentare
  1. "Bekannt geworden sind die Erdstöße mit einer Magnitude (Stärke) von bis zu 3,4 in Basel 2006, wo Schäden in Höhe von fünf Millionen Euro gemeldet wurden."

    Das mit Basel ist leider sehr schlecht gelaufen.
    Rein physikalisch war die Beschleunigung zu gering, um die von einigen Bürgern gemeldeten Schäden verursacht zu haben. Dennoch haben einige Versicherungen gezahlt. Nun wird das ganze immer als Argument gegen Geothermie genutzt, obwohl diese Schäden schon vorher bestanden haben...

    Hier wird ein deutliches Problem der Wissenschaft klar. Man hätte vorher besser mit den Bürgern kommunizieren müssen. Der normale Bürger macht sich bei dem Stichwort Erdbeben leider sofort in die Hose. Dabei gehören kleinere Erbeben in Deutschland je nach Region zum Alltag. Gerade in Basel am südlichen Rand des Oberrheingraben, einer großen Störung, kommt es ständig zu natürlichen Erdbeben. http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/download/geologie/Erdbebenzonenkarte...

    Gruß von einem angehenden Geologen.

    4 Leserempfehlungen
    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen
  2. Danke, für die Richtigstellung.
    Als ich von 3,4 Richter und 5 Millionen Euro Schaden las, dachte ich an einem Druckfehler !

    • Gwerke
    • 23. Juli 2013 19:23 Uhr

    ... über jeden kleinen Brummer aus der Erde. Kleine Erdbeben verursachen k(l)eine Schäden, große Erdbeben verursachen große Schäden.

    Aber: jedes Kleinbeben ist die beste denkbare Vorsorge gegen Großbeben, die auch jederzeit ausbrechen können, wenn sich die tektonischen Platten entsprechend gegeneinander vorgespannt haben. Denn diese Kleinbeben entspannen diese Vorspannung für ein Großbeben, so dass dieses Großbeben gar nicht erst statt findet.

    Ohne Entspannung im tektonischen Plattensystem ist das Großbeben genau so sicher wie unvorhersehbar.

    Eine Leserempfehlung

Bitte melden Sie sich an, um zu kommentieren

Service