Warum immer mehr Erdbeben registriert werden

Viele Gerüchte und Unwahrheiten, die sich im Internet (und teilweise im Allgemeinwissen) zu Erdbeben finden, basieren auf Beobachtungen, die falsch interpretiert wurden. Die tatsächliche Ursache für viele Beobachtungen hängt oft den Daten zusammen, die von Erdbeben verfügbar sind.
So werden Magnituden korrigiert, wenn mehr Daten vorliegen oder eine manuelle Auswertung erfolgt. So werden „Erdbeben“ gelöscht, weil mehr Daten zeigen, dass vorherige Registrierungen unbegründet waren. So erweckt ein stetiger Ausbau des Überwachungsnetzes, also eine Verbesserung der Datenlage, vielerorts den Eindruck von zunehmender Erdbebenaktivität. Der Irrglaube, große Erdbebendienste seien in der Lage, jedes Erdbeben weltweit zu detektieren, trägt dazu bei.

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Die Webseite des European-Mediterranean Seismological Centre (EMSC) ist ein perfektes Beispiel, an dem sich diese künstliche Zunahme von Erdbeben beobachten lässt.
Neben den „Big Playern“ der Erdbebenüberwachung, dem United States Geological Survey (USGS) und dem Geoforschunsgszentrum Potsdam (GFZ), ist das EMSC zur Zeit aufgrund seiner umfangreichen Kooperation mit kleineren Erdbebendiensten und der beispielhaften Öffentlichkeitsarbeit – die nur stiefmütterlich gepflegte Facebook-Seite mal ausgenommen – der weltweit wohl populärste Erdbebendienst und auch Grundlage und Hauptdatenquelle für die meisten Erdbebenapps.

Dabei liegt der größte Vorteil der non-profit Organisation im umfangreichen Netzwerk begründet. Der Dienst greift zur Auswertung und Wiedergabe von Erdbebendaten auf die (größtenteils bereits ausgewerteten) Informationen vieler Behörden zurück. Neben den genannten großen Diensten USGS und GFZ sind dies die meisten nationalen und regionalen Erdbebendienste in Europa, aber inzwischen auch in vielen anderen Ländern. Genau hier liegt aber auch der Knackpunkt, der es nicht ermöglicht, den EMSC-Katalog für langfristige Vergleiche der Erdbebenaktivität zu nutzen. Ebenso führen die vielen Datenquellen dazu, dass gerade bei großen Erdbeben aufs falsche Pferd gesetzt wird.

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Schauen wir uns zunächst beispielhaft die Liste der registrierten Erdbeben über Magnitude 4 von 23. September 2018 an.

Abb. 1: Liste der Erdbeben ab Magnitude 4 am 23. September 2018, emsc-csem.org

Links in der Liste sind die zum jeweiligen Beben eingegangenen Zeugenmeldungen symbolisiert, gefolgt von den Erdbebenparametern: Herdzeit (UTC = MESZ – 2 Stunden), Koordinaten, Herdtiefe (km), Magnitude und Region.

Kein besonders außergewöhnlicher Tag. Mit 31 Erdbeben über Magnitude 4 eine recht hohe, aber bei weitem nicht außergewöhnliche Aktivität im Jahr 2018. Normal waren es in den vergangenen Monaten 20-30 registrierte Beben pro Tag. Mal mehr als 30, mal aber auch weniger als 20.
Sechs der Beben erreichten Magnitude 5, eines augenscheinlich Magnitude 6. Hierbei wird ein erstes Problem des EMSC deutlich: Die Ermittlung von Magnitude 6.4 erfolgte zwar manuell (vom EMSC) geprüft, jedoch zu einem frühen Zeitpunkt mit Bestimmung der Body Wave Magnitude (mb). Im Gegensatz zum USGS und GFZ, wo nach einiger Zeit die Moment Magnitude (Mw), die auf der freigesetzten Energie basiert und in den meisten Erdbebenkatalogen Verwendung findet, bestimmt wurde. Diese ist mit 5.8 deutlich geringer.
Dieses Problem mit verschiedenen Skalen und daher abweichenden Magnituden besteht beim EMSC relativ häufig.

Zurück zur Erdbebenanzahl: Zunächst der Vergleich mit einem frühen Jahr. Nehmen wir hier jetzt beispielhaft den 1. Januar 2011.

Abb. 2: Liste der Erdbeben ab Magnitude 4 am 1. Januar 2011, emsc-csem.org

Offensichtliche Unterschiede: Nur 14 Erdbeben gelistet. Davon 4 über Magnitude 5, eines mit M6.9 in Argentinien. Ein recht durchschnittlicher Tag. Anfang 2011 waren 10 bis 20 registrierte Beben über Magnitude 4 normal. Mal waren es über 20, mal aber auch weniger als 10. Die Nachbeben des Mw9.1 Tohoku-Bebens haben ab den 11. März die Erdbebenanzahl natürlich extrem in die Höhe getrieben…

Als neutraler, unbedachter Betrachter der Liste könnte man also den Eindruck bekommen, seit 2011 habe die Erdbebenaktivität zugenommen, sich vielleicht sogar verdoppelt. Zumindest was die Anzahl der Erdbeben über Magnitude 4 angeht. Bei Magnitude 5 gibt es ja keine großen Unterschiede. Doch liegt diese „Zunahme“ größtenteils in den eingangs erwähnten Charakteristiken des EMSC begründet. 2011 gehörte noch zu den „Anfangsjahren“ des Online-Portals (die Einrichtung selbst existiert natürlich schon deutlich länger), zumindest was Reichweite und Umfang betrifft. Zu dieser Zeit war das EMSC eben das, was der Name sagt: Ein Erdbebendienst für Europa und den (erweiterten) Mittelmeerraum. Was in Südamerika, Mexiko, und Australien passiert ist, war zunächst weniger relevant. Dies erkennt man vor allem an den verwendeten Datenquellen.

Um die Datenquelle zu ermitteln, muss man auf die jeweilige Event-Seite gehen. Dort ist der jeweilige Erdbebendienst (oder die jeweiligen Dienste) unter den Parametern aufgeführt.
Alternativ schaut man in die Liste der „Latest data contributions„, wo alle von kooperierenden Erdbebendiensten registrierten Beben ab einer bestimmten Magnitude aufgeführt sind, aber auch viele falsche Registrierungen von einzelnen Diensten (weshalb das EMSC als solches nur mit manueller Überprüfung aller eingehenden Daten funktioniert). Für den 23. September 2018 sieht diese Liste, oder zumindest ein beispielhafter Ausschnitt der Liste, wie folgt aus:

Abb. 3: Liste einiger teils ungeprüfter Erdbebendaten vom 23. September 2018, emsc-csem.org

Diese Liste unterscheidet sich von der offiziellen Erdbebenliste (siehe oben) in drei zusätzlichen Punkten: Dem Magnitudentyp (z.B. ML für Lokalmagnitude, mb für Body Wave Magnitude, Md für Duration Magnitude, und weiteren), dem Modus (M = manuell bestätigt, M+ = manuell vom EMSC ausgewertet, A = automatische Registrierung; zusätzlich gibt es noch A. und A: für sehr unsichere, bzw. zweifelhafte Registrierungen) und ganz rechts den beitragenden Netzwerken. Vertreten sind dort unter anderem NEIC, HV, AK und PR als Netzwerke des USGS, das Geofon-Netzwerk des GFZ, sowie kleinere europäische Erdbebendienste wie SED (Schweizerischer Erdbebendienst), DDA (Türkischer Erdbebendienst) und TIR (Albanischer Erdbebendienst). Bei den „größeren“ Erdbeben in diesem Ausschnitt, beispielsweise das Tonga-Beben, sind es die Big Player NEIC/USGS und GFZ, die das Beben registriert haben, sowie als INFO registriert die eigene, manuelle Auswertungen des EMSC. Hier gibt es zu beachten, dass manuelle Auswertungen einige Zeit in Anspruch nehmen. Schnelle Erdbebeninformationen wenige Minuten nach einem Beben sind meistens automatisch. In diesem Fall greift EMSC ohne manuelle Überprüfung auf die automatischen Daten des jeweils vertrauenswürdigsten Netzwerkes zurück, meist GFZ, ein USGS-Netz oder ein guter lokaler Erdbebendienst. Demgegenüber stehen einige Netzwerke, wie zum Beispiel das oben nicht abgebildete NNC aus Kasachstan oder das MSO aus Montenegro, die bekanntermaßen fehleranfällig sind und häufig angebliche teils starke Erdbeben registrieren, die nie passiert sind. Diese Falschregistrierungen erscheinen in der Regel nicht in den offiziellen Erdbebenlisten oder werden nach manueller Überprüfung sofort entfernt.

Aber es gibt auch echte größere Erdbeben über Magnitude 4, die weder vom USGS noch vom GFZ detektiert werden können. Dies ist einfach dadurch begründet, dass die Institute mit Sitz in Deutschland und den USA zwar ein globales Netzwerk haben, aber damit nicht jede Region des Planeten so dicht abgedeckt ist, dass es keine Lücken gibt. Vor allem, da es mehrere Stationen benötigt, um einigermaßen qualitative, automatische Registrierungen zu erhalten (und damit auch etwas zu haben, was manuell ausgewertet werden kann). In diesem Fall greift das EMSC im Jahr 2018 auf eine Vielzahl lokaler Erdbebendienste zurück. Beispielhaft in dieser Liste für solche Registrierungen sind Erdbeben auf Lombok (registriert durch DJA, dem Indonesischen Erdbebendienst BMKG), bei Kamtschatka (GSRC = Russischer Erdbebendienst), Mexiko (UNM = Mexikanischer Erdbebendienst) und in Bolivien (GUC = Chilenischer Erdbebendienst).

Alles Beben, die für Institute in Deutschland und den USA nicht automatisch detektierbar waren, da nicht genügend Stationen in den Regionen zur Verfügung stehen. Alles Netzwerke (mit Ausnahme des Russischen), die für die Detektierung von Erdbeben in Europa und im erweiterten Mittelmeerraum nicht relevant sind. Netzwerke, die im Jahr 2011 noch nicht zum EMSC beigetragen haben.

Abb. 4: Liste einiger teils ungeprüfter Erdbebendaten vom 1. Januar 2011, emsc-csem.org

Die Liste vom 1. Januar 2011. Wir finden wieder die Netze des USGS, des GFZ und GSRC sowie zahlreiche Netze im Mittelmeerraum: MAD (Spanien), NOA (Griechenland), MSO (Montenegro), BUC (Rumänien), GII (Israel) und andere. Netze, die auch heute noch genutzt werden. Was fehlt sind außereuropäische Netze wie GUC, DJA oder UNM (nicht nur in diesem Ausschnitt, sondern generell). Mit diesen Netzen auch die Erdbeben, die nur von ihnen detektiert wurden, wovon es, wie oben gezeigt, einige gibt. Somit fehlen in den früheren Jahren zahlreiche Erdbeben aus seismisch aktiven Ländern wie Mexiko, Indonesien und Chile, aber auch Philippinen (PIVS), Australien (AUST) und Costa Rica (UCR).

Von den in Abb 1 gezeigten Beben gehen folgende auf Netzwerke zurück, die 2011 noch nicht zum EMSC beigetragen haben:
M4.4 Lombok (DJA)
M4.0 Oaxaca (UNM)
M4.2 Potosi (GUC)
M4.1 Tabasco (UNM)
M4.0 Chiapas (UNM)
M4.1 Oaxaca (UNM)

Allein durch zusätzliche Netzwerke steigt die Zahl der Erdbeben somit schon signifikant an. Hinzu kommt, dass auch USGS und GFZ ihre Netze in den vergangenen Jahren ausgebaut haben und nun in der Lage sind, Erdbeben zu detektieren, die ihnen früher entgangen wären. Als Beispiel dafür kann das M4.2 Beben im Irak am 23. September 2018 (Abb. 3) angesehen werden, auch wenn dieses Beben dank der Registrierung durch den Iranischen Erdbebendienst (IGUT) ebenfalls in der 2011er Liste erschienen wäre. Zum Vergleich: Die Erdbeben in Afghanistan am 1. Januar 2011 (Abb. 3) wurde vom USGS nicht registriert (siehe offizielle Erdbebenliste), im Gegensatz zu ähnlichen Beben in jüngerer Zeit. Die übrigen „größeren“ Beben im oben gewählten Ausschnitt der Contributions List werden dort zwar nicht mit USGS-Daten gelistet, jedoch im USGS-Katalog. Heißt: Das USGS hat diese Beben entweder registriert, die Daten aber nicht dem EMSC zur Verfügung gestellt. Oder die Erdbeben wurden erst nachträglich zum Katalog hinzugefügt.
Wie auch immer: Das jüngst registrierte ML1.6 Beben in Pozzuoli (MD2.5, INGV) zeigt, wie gut ausgebaut das NEIC-Netzwerk inzwischen an manchen Orten ist, wenngleich die Detektion solch kleiner Erdbeben außerhalb der USA natürlich eine absolute Ausnahme bleibt und nur an sehr sehr wenigen Orten möglich sein dürfte.

Neue Netze, Ausbau bestehender Netze und vereinfachte Kommunikation über das Internet. Die Detektierung und Weitergabe von Erdbebendaten hat sich in den vergangenen Jahren stetig verbessert und wird in den kommenden Jahren vermutlich weitere Verbesserungen erfahren. 40 M4 Erdbeben pro Tag sind in einigen Jahren vielleicht auch ohne Nachbeben keine Seltenheit mehr. Das EMSC hat mit seiner Arbeit, seiner Webseite und seiner Öffentlichkeitsarbeit einen großen Anteil daran, auch wenn Perfektion mit den jetzigen technischen Mitteln unmöglich ist. Noch immer gibt es Erdbeben, die den vorhandenen seismologischen Netzwerken entgehen. Besonders Indien (wobei das dortige Netzwerk, NDI, inzwischen auch zum EMSC beiträgt), einige Pazifikgebiete und die meisten afrikanischen Länder haben weiterhin viele weiße Flecken und viele dortige Erdbeben bleiben undetektiert.

Zugriff auf die Daten anderer bestehender Netzwerke, zum Beispiel die sehr guten Netze in ChinaBrasilien oder Vanuatu könnte zu einer weiteren Vervollständigung der Erdbebenlisten beitragen und so die Zahl der Erdbeben nochmals erhöhen, denn auch dort werden M4 Erdbeben registriert, die USGS, GFZ oder andere Netze (und damit auch das EMSC) nicht detektieren können.
Zumindest bei den Erdbeben über Magnitude 5 kann man inzwischen fast von Vollständigkeit der Kataloge ausgehen. Lediglich in der Antarktis könnten noch Aufzeichnungslücken bestehen, wobei diese Beben zumindest für den zivilen Aspekt keine Bedeutung haben.
EMSC gehört, trotz einiger Schwächen, zu den besten Erdbeben-Informationsquellen der Welt und füllt vor allem die Lücken, die USGS und GFZ übrig lassen. Ein weltweiter Erdbebendienst, der jede Region abdeckt und überall Daten im notwendigen Umfang kommuniziert, existiert jedoch nicht. Lokale Erdbebendienste haben vielerorts eine größere Bedeutung – unter anderem dank besserer Netzwerke.


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Jens ist 24 und studiert seit 2013 an der Ruhr-Uni Bochum Geowissenschaften. 2011 hat er mit einem privaten Erdbebenblog begonnen, aus dem sich später erdbebennews.de entwickelt hat. Er hat journalistische Erfahrungen und interessiert sich seit der Kindheit für Geologie, Meteorologie und Naturkatastophen.
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