# taz.de -- Erdbebenvorhersage: Eine erdbebenartige Veränderung

	# taz.de -- Erdbebenvorhersage: Eine erdbebenartige Veränderung

	> Bislang werden Erdbeben mit Seismometern gemessen. Ein Schweizer
	> Forschungsteam versucht es mit einer anderen Methode: dem Glasfasernetz.

	Bild: Das türkische Atakya nach dem Beben 2023

	Die Fassaden massiver Hochhäuser bröseln, Beton stürzt metertief auf die
	Straßen, zerschmettert die parkenden Autos, neben denen der Asphalt
	aufreißt und sich Fahrbahnen in Kraterlandschaften verwandeln. Küsten
	werden überflutet, Bäume und Strommasten fallen um, Feuer brechen aus.
	Menschen sterben.

	Immer wieder werden ganze Regionen durch Erdbeben verwüstet. Besonders
	verheerend war eines [1][Ende März dieses Jahres in Myanmar]. Noch immer
	sind die Menschen damit beschäftigt, Trümmer zu beseitigen, Spenden zu
	sammeln, Opfer zu zählen. So viele Menschenleben, die unversehrt geblieben
	wären, könnte man diese Katastrophen vorhersehen wie das Wetter.

	In der Seismologie versuchen das Forschende der Geophysik schon seit über
	100 Jahren. Berichte über Erdbeben werden festgehalten, die Ströme heißen
	Gesteins im Inneren der Erde aufgezeichnet, und seismische Wellen mit ihren
	Längen und Stärken gemessen. In den Nachrichten hören wir dann von der
	sogenannten Richterskala, die die Stärke von Erdbeben darstellen soll. Das
	stärkste je gemessene Beben geschah 1960 in Chile mit einer Magnitude von
	9,5. Zwei Millionen Menschen verloren ihre Heimat. Ein Beben der Stärke 9,1
	im Indischen Ozean führte 2004 zur Tsunamikatastrophe, in deren Flutwellen
	230.000 Menschen starben. Eine ähnlich hohe Magnitude verursachte 2011 die
	Katastrophe im Atomkraftwerk von Fukushima.

	Ständig und überall auf der Welt bebt die Erde. Das Geoforschungszentrum
	der Helmholtz-Stiftung in Potsdam geht von einem sehr starken Beben mit
	einer Magnitude von über 8 pro Jahr aus. Weil unter dem Boden von
	Mitteleuropa nicht unmittelbar Kontinentalplatten aufeinander stoßen,
	messen Seismologen hier meist nur leichtere Erschütterungen mit einer Dauer
	von wenigen Sekunden. Ihre gesammelten Daten führen zu der Annahme, dass es
	bei uns etwa 4.600 Beben im Jahr gibt, alle sieben Jahre eines mit der
	Stärke 5 oder höher. Die größten Unglücke sind länger her: 1911 zerstörte
	ein Beben in Albstadt-Ebingen mehrere Gebäude. 1356 starben bei einem
	Erdbeben in Basel bis zu 2.000 Menschen.

	„Vereinfacht ausgedrückt, werden Erdbeben traditionell mit Pendeln
	gemessen“, erklärt Andreas Fichtner, Geophysiker an der ETH Zürich. „Ein
	Gewicht hängt an einer Feder, die an ein Gestell montiert wird.“ Wenn die
	Erde bebt, bewegt sich das Gestell. Durch seine Trägheit bleibt das Gewicht
	jedoch in Ruhe. „Diese Relativbewegungen lassen sich aufzeichnen“, so
	Fichtner. Nur: Diese empfindlichen Seismometer sind teuer. Sie müssen
	gewartet, mit Strom versorgt werden. Und für eine breite Datenlage müssten
	sie überall auf der Welt stehen, um Beben zu messen. In ärmeren Ländern ist
	das nicht der Fall – und schon gar nicht in den Ozeanen.

	Andreas Fichtner und seine KollegInnen arbeiten mit einer verblüffenden und
	kostengünstigen Methode, um bessere und großflächigere Messungen möglich zu
	machen. Ihre Lösung: das Glasfasernetz unter unseren Füßen. „Wir nutzen
	eine Funktion der bestehenden Glasfaserinfrastruktur“, erklärt Fichtner.
	Teure Infrastruktur brauche es dazu nicht, manchmal auch keine zusätzlichen
	Geräte. „Es ist schon alles da, lediglich die Daten müssten gespeichert und
	ausgewertet werden.“ Denn ein Großteil des Internets, Fernsehens und
	Telefonnetzes basiert auf einem die Welt umspannenden Netz von
	Glasfaserkabeln. Mehr als 4 Milliarden Kilometer Kabel sollen unter und
	zwischen den Städten liegen. Auch die Weltmeere sind von Glasfaser
	durchzogen.

	„Zum Leidwesen der Telekommunikation ist Glasfaser in seiner Fabrikation
	nicht perfekt“, so der Geophysiker. Bei der Herstellung schleichen sich
	kleine Makel ein, winzige Defekte. Wo das Material in den Fasern
	rekristallisiert, streuen sich die hindurchgeschickten Laserimpulse, die
	eigentlich Signale übertragen sollen. Diese Rückstreuung ist messbar.

	Wird ein Glasfaserkabel durch ein Erdbeben gedehnt und gebogen, verschieben
	sich die kleinen Unvollkommenheiten im Material – und mit ihnen die
	gemessene Rückstreuung. Ein Gerät namens Interrogator kann diese
	Veränderungen interpretieren, um exakt zu bestimmen, wo und wie stark die
	Vibrationen die Faser belastet haben. So können die Forschenden die
	Erschütterungen rekonstruieren.

	Das Verfahren nennt sich ortverteilte akustische Sensorik. Das Patent
	stammt zwar schon aus den 1980er-Jahren. Die Dimensionen der Anwendungen
	werden aber erst jetzt erschlossen. Die Fachwelt in der Geophysik ist aus
	dem Häuschen. So viele Daten für wenig Geld, das verspricht grundlegende
	neue Erkenntnisse über die Welt und das, was sich unter unseren Füßen
	abspielt. Zunächst wurde mit der akustischen Messung kritische
	Infrastruktur geschützt: Die unterirdischen Glasfaserkabel in der Nähe von
	Kernkraftwerken, Militärplätzen und Pipelines halfen dabei, Unbefugte
	aufzuspüren. Mit der Jahrtausendwende testete die Öl- und Gasindustrie
	damit Wege, um Erschütterungen in ihren Bohrlöchern zu überwachen. Dann
	kamen weitere Anwendungen hinzu: Trampelnde Tierherden ließen sich damit
	verfolgen, selbst Veränderungen der Bodenfeuchtigkeit konnten erfasst
	werden.

	Die Messgenauigkeit der Rückstreuung liegt im Bereich von Nanometern, also
	Milliardstel von Metern, das ist die Welt von Molekülen. Die optische
	Messung im Glasfaserkabel ist damit nicht nur billiger, sondern auch um ein
	Vielfaches genauer als die physische Messung der herkömmlichen Seismometer.

	Kabel, die gerade aktiv Signale übertragen, kann die Seismologie leider
	noch nicht nutzen. Die unterschiedlichen Signale in der Glasfaser stören
	sich gegenseitig. Die meisten Telekommunikationsnetze enthalten aber
	ungenutzte Fasern, sodass diese für zukünftige Messungen verwendet werden
	können. Diese könnten dann die Lücken in Seismometernetzen schließen, etwa
	in seismisch aktiven Städten, die kein gutes Überwachungssystem haben. Oder
	an schwer zugänglichen Orten wie dem Meeresboden.

	Das Potsdamer Geoforschungszentrum hat gerade ein neues Großprojekt
	begonnen: SAFAtor zielt einerseits darauf ab, die vorhandenen
	unterseeischen Telekommunikationskabel als Messinstrumente zu nutzen.
	Seebeben, vulkanische Aktivitäten und Erdrutsche an Küstenhängen würden so
	erkannt. Außerdem sollen neue Sensoren entwickelt und installiert werden,
	die sich leicht in die Unterseekabel integrieren lassen. „Die bereits
	vorhandenen Kabel müssen in den nächsten Jahren erneuert werden“, erklärt
	die Direktorin des Department Geophysik, Charlotte Krawczyk. „Wir können
	über die Kabel nicht nur Beben messen, sondern auch etwa Druck und
	Temperatur, um mehr über die Ozeane und Meeresströmungen zu erfahren.“

	Die Messungen auf dem Festland laufen bereits. Unter den Straßen von
	Istanbul gibt es Glasfaser zur Genüge. Die Potsdamer Geoforschung rechnet
	in den nächsten fünf Jahren mit einem verheerenden Beben mit Magnitude
	größer 7 direkt in der Millionenmetropole. [2][Erst im April hatte ein
	Erdbeben] der Stärke 6,2 die Stadt erschüttert. Der Bosporus ist
	Erdbebenregion. 2023 verursachten zwei Beben von 7,7 und 7,6 an der
	türkisch-syrischen Grenze eine der schlimmsten Naturkatastrophen der
	letzten 100 Jahre.

	Noch 800 Kilometer entfernt, an der Grenze zu Syrien, waren die Beben zu
	spüren. Zufällig zeichnete ein Team um Fichtner gerade auf einer
	ungenutzten Glasfaser auf, als die Erschütterungswelle ankam. Die
	Forschenden der ETH Zürich hatten erst wenige Tage zuvor begonnen, einige
	Kilometer Kabel unter dicht besiedelten Vierteln Istanbuls zu überwachen.

	„Mit dieser Methode konnten wir die obersten 100 Meter des Bodens unter der
	Stadt untersuchen“, erklärt Andreas Fichtner. Mit herkömmlichen
	Beobachtungen über Satelliten ist das nicht möglich. Das Team erstellte
	eine Karte mit der Untergrundbeschaffenheit der Stadt. „Istanbul ist extrem
	heterogen“, so der Geophysiker. „Große Teile stehen auf weichem Sediment,
	andere auf Granit.“ Dadurch wirken sich Erdbeben unterschiedlich heftig auf
	die darauf stehenden Gebäude aus. Die Karte zeigte, dass bei einem Erdbeben
	einige Straßen zehnmal stärker erschüttert werden könnten als benachbarte.

	Das Beben von 2023 bestätigte das Modell. Die Stadtregierung von Istanbul
	kann diese Daten nun nutzen, um gezielter erdbebensicher zu bauen. Die
	vielen Daten aus dem Glasfasernetz können auch dazu beitragen, das
	Frühwarnsystem von Katastrophen zu optimieren. So verbessert die neue Sicht
	durch das Glasfasernetz auf die Unterwelt unser Verständnis der sich
	ständig bewegenden Erde – unter den gefährdeten Ballungsräumen von San
	Francisco über Istanbul bis Tokio ebenso wie unter den grollenden Vulkanen
	von Island.

	„Wir untersuchen aber nicht nur die großen Erdbebenereignisse“, sagt
	Charlotte Krawczyk. Auch in Deutschland soll die Technik vermehrt
	eingesetzt werden. „Bei uns nutzen wir die Technologie derzeit vor allem
	für die Forschung zur [3][Geothermie].“ Würde man die in der Erdkruste
	gespeicherte Wärme gezielter aufspüren, so würde sie als regenerativer
	Energieträger auch eine viel größere Rolle spielen. Am Adlershof Campus im
	Südosten von Berlin messen die Geophysiker deshalb passiv an einer
	Glasfaser entlang. „Das hätte ohne die vorhandenen Kabel unendlich viele
	Instrumente gebraucht“, so Krawczyk.

	23 Aug 2025

	## LINKS

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	[3] /Waermewende/!5981632

	## AUTOREN

	Philipp Brandstädter

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