Absichtlich Erdbeben auslösen.
Was zunächst wie ein riskantes Spiel mit Naturgewalten klingt, ist in den Schweizer Alpen Teil eines streng kontrollierten Forschungsprojekts. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen dort eine natürliche Störungszone gezielt aktivieren und zum Beben bringen, allerdings nur im Bereich kleinster, nicht spürbarer Mikrobeben und unter engmaschiger Überwachung.
Forschung im Felslabor der Alpen
Das Projekt findet im Felslabor Bedretto in den Schweizer Alpen statt und wird von der ETH Zürich betrieben. Das unterirdische Forschungslabor, das Bedretto Underground Laboratory, bietet einzigartige Bedingungen: In mehreren hundert Metern Tiefe können Forschende direkt an natürlich vorhandenen Störungszonen arbeiten. Dabei handelt es sich um Risse in der Erdkruste, an denen sich Gesteinsblöcke durch tektonische Prozesse gegeneinander verschieben und Erdbeben auslösen können.
Anders als bei großtechnischen Projekten wie Geothermieanlagen geht es hier nicht um Energiegewinnung, sondern um Grundlagenforschung. Ziel ist es, eine reale, natürlich gespannte Verwerfung kontrolliert durch die Injektion kleiner Wassermengen in das Gestein zu reaktivieren. Dadurch verändert sich lokal der Porenwasserdruck, die effektive Spannung sinkt, und die Störung kann minimal gleiten. Diese Gleitbewegungen äußern sich als Mikrobeben mit Magnituden weit unterhalb der Wahrnehmungsschwelle.
Warum das Ganze?
Erdbeben entstehen, wenn sich Spannungen im Gestein ruckartig lösen. Doch die Prozesse im Vorfeld, also das Zusammenspiel aus Spannungszustand, Reibungseigenschaften der Störung, Fluiddruck und Gesteinsstruktur, sind noch immer nicht vollständig verstanden.
Genau hier setzt das Experiment an. Durch kontrollierte Injektionen unter exakt bekannten Randbedingungen lassen sich physikalische Eigenschaften, die maßgeblich an der Entstehung von Erdbeben beteiligt sind, im Detail messen und analysieren. Kurz gesagt: Man möchte verstehen, wie und wann aus kleinen, kontrollierten Prozessen potenziell größere Ereignisse entstehen könnten und wie sich solche Entwicklungen frühzeitig erkennen lassen.
Ähnliche Experimente wurden bereits früher durchgeführt. Dabei konnten künstlich erzeugte Erdbeben mit Magnituden bis maximal 0,0 genauer beobachtet werden, ebenso zehntausende winzigste Nachbeben, teils mit Magnituden unter -5,0. Nun ist im Bedretto-Labor der nächste Schritt geplant: ein Erdbeben der Magnitude 1,0. Dies ist bei induzierten Erdbeben oft ein Schwellenbereich, ab dem erste Sicherheitsmechanismen greifen.
Lernen aus früheren Erfahrungen
Beispiele aus Basel (2006), Straßburg oder auch aus Deutschland haben gezeigt, dass Fluidinjektionen in den Untergrund durchaus spürbare und teils schadensrelevante Erdbeben auslösen können. Häufig waren die geologischen Bedingungen jedoch nur unzureichend bekannt oder die Prozesse im Untergrund nicht detailliert genug überwacht. Das bekannteste Negativbeispiel ist das Pohang-Erdbeben 2017 in Südkorea: Dort wurde an einer neuen Tiefengeothermie-Anlage durch die Injektion von Wasser in das Gestein eine größere, durch natürliche Prozesse bereits stark gespannte Störung aktiviert. Das resultierende Erdbeben der Magnitude 5,5 verursachte Schäden in Millionenhöhe.
Das Schweizer Projekt verfolgt deshalb einen anderen Ansatz: maximale Kontrolle, umfassendes Monitoring und bewusst kleine Injektionsvolumina. Tausende Sensoren messen selbst kleinste seismische Signale, Deformationen und Druckänderungen. Die Experimente erfolgen schrittweise und werden von klar definierten Sicherheitsprotokollen begleitet, vergleichbar mit einem „Ampelsystem“, bei dem die Injektion sofort angepasst oder gestoppt wird, falls bestimmte Schwellenwerte überschritten werden.
Erdbeben erzeugen, um sie zu verhindern
Wichtig ist: Es geht nicht darum, spürbare Erdbeben zu erzeugen. Die induzierten Ereignisse bewegen sich im Mikroseismikbereich; die meisten liegen deutlich unter Magnitude 1 und sind damit nicht wahrnehmbar. Dennoch wird das Experiment intensiv überwacht und transparent dokumentiert.
Der wissenschaftliche Mehrwert ist erheblich. Ein besseres Verständnis der Mechanik natürlicher Störungen hilft dabei, Geothermieprojekte sicherer zu planen und die Risiken induzierter Seismizität generell besser einzuschätzen. Zudem könnten die Erkenntnisse genutzt werden, um Frühwarnsysteme und Monitoringkonzepte weiter zu verbessern.
Erdbeben lassen sich im Labor nur begrenzt simulieren. Reale Störungszonen unter natürlichen Spannungsbedingungen sind deshalb ein Schlüssel zum Verständnis. Das Experiment in den Schweizer Alpen liefert Daten, die weltweit für die Seismologie und die Forschung zu induzierter Seismizität von Bedeutung sein dürften. Das Ziel ist klar: Mithilfe gezielt erzeugter Kleinstbeben sollen zukünftige unbeabsichtigte und potenziell gefährliche induzierte Erdbeben besser verstanden und möglichst verhindert werden.
Originalveröffentlichung:
Meier, Men-Andrin, et al. „Activating a Natural Fault Zone in the Swiss Alps.“ Seismica 5.1 (2026). https://doi.org/10.26443/seismica.v5i1.2065