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Erdbeben in Deutschland

Weltweit stellen Erdbeben für Menschen, Infrastruktureinrichtungen sowie für die Umwelt eine beträchtliche Gefahr dar. Laut der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ereignet sich weltweit im Durchschnitt alle drei Tage ein starkes Erdbeben der Stärke M≥ 6, welches Schäden nach sich ziehen kann. Obwohl Deutschland auf der Eurasischen Kontinentalplatte und in einiger Entfernung zu aktiven Plattengrenzen liegt, finden auch hier Erdbeben statt. Das letzte größere Erdbeben, das in Deutschland signifikante Sachschäden verursachte, fand im Jahr 1992 statt. Es hatte eine Stärke von 5,3 auf der Momentenmagnitudenskala (vergleichbar der originalen Richterskala, s. unten). Das Epizentrum lag in der Nähe der niederländischen Stadt Roermond und führte in Deutschland zu Sachschäden in Höhe von 150 Mio. DM und 30 Verletzten.

Definition und Entstehung von Erdbeben

Unter Erdbeben versteht man großräumige Erschütterungen des Erdbodens, die ihren natürlichen Ursprung unter der Erdoberfläche haben. Durch die Bewegung tektonischer Platten werden in der Erdkruste Druck und Spannung aufgebaut, die sich in Form eines Erdbebens wieder lösen. Während der Aufbau der Spannungen wegen der langsamen Bewegung der Platten Jahrhunderte bis Jahrtausende dauern kann, findet der Abbau (= das Erdbeben) in Sekunden bis Minuten statt. Mehr als 90 % der weltweiten Erdbeben ereignen sich in Gebieten, in denen tektonische Platten aneinandergrenzen und sich gegenseitig bewegen. In diesen Regionen findet oft auch vulkanische Aktivität statt. In der Seismologie werden abhängig von der Relativbewegung einer tektonischen Platte drei Plattenzonen differenziert:

  • Konvergenzzone: an diesen Zonen stoßen zwei tektonische Platten aufeinander. Stoßen zwei kontinentale Platten aufeinander so kommt es zu Gebirgsbildung (Afrikanische und Eurasische Platte: Alpen). Beim Aufeinandertreffen einer ozeanischen mit einer kontinentalen Platte wird die schwerere ozeanische Platte unter die kontinentale Platte geschoben (z.B. Afrikanische Platte wird unter die Ägäis – Kreta).
  • Divergenzzone: an diesen Zonen bewegen sich tektonische Platten auseinander (z.B. unter Island bewegen sich die Nordamerikanische und Eurasische Platte auseinander.).
  • Transformstörung: dort gleiten zwei tektonische Platten horizontal aneinander vorbei (Nordanatolische Verwerfung, Pazifische und Nordamerikanische Platte: San-Andreas-Störung).

Die stärksten Erdbeben werden an Konvergenzzonen beobachtet, gefolgt von Erdbeben an Transformstörungen und Divergenzzonen. Viele Erdbebenherde an Konvergenzzonen sind untermeerisch (z.B. Pazifischer Feuerring) und können Folgegefahren wie Tsunami auslösen. Weitere Typen von Erdbeben sind induzierte Beben sowie Einsturzbeben. Letztere treten oft in Karstgebieten durch den Einsturz von Karsthöhlen auf. 

Alle menschlichen Aktivitäten, die die Spannungsverhältnisse im Untergrund ändern, haben ebenfalls das Potenzial Erdbeben zu induzieren: Dazu zählen beispielsweise der Bergbau, das Aufstauen von Seen, die Verpressung von Flüssigkeiten im Untergrund mit hohen Drücken (petrothermale Geothermie, Fracking, Brauchwasserentsorgung) oder die Flutung von alten Bergwerken. Diese Erdbeben werden dann als anthropogen induzierte Beben bezeichnet. Sie sind aber in der Regel um viele Größenordnungen kleiner als tektonisch verursachte Beben. Bei einigen erheblich größeren Beben wird ein Zusammenhang mit anthropogenen Aktivitäten noch diskutiert.

Erdbebenzonen in Deutschland

Unser institutionelles Mitglied, das Deutsche GeoForschungsZentrum in Potsdam (GFZ), hat 2018 eine aktuelle Studie zur Einschätzung der Erdbebengefährdung in Deutschland veröffentlicht. Die bauaufsichtlich noch gültigen Erdbebenzonen wurden anhand einer ebenso vom GFZ erstellten Analyse von vor ca. 20 Jahren ausgewiesen. Die Neueinschätzung für die Aktualisierung der erdbebengerechten Baunorm basiert auf den Erdbebendaten seit dem Jahr 1000 in Deutschland samt einer weiteren Umgebung. Auf einer Karte wird die Erdbebengefährdung in Form von Beschleunigungswerten für eine konkrete Wahrscheinlichkeit angegeben. Die Karte zeigt, welche Gebiete stärker als andere von Erdbeben betroffen sind: insbesondere der Oberrheingraben, die Region des Niederrhein, die Hohenzollernalb sowie das Grenzgebiet zu den österreichischen Alpen stechen klar mit einer erhöhten Erdbebengefährdung hervor. Diese Informationen sind nicht nur für Bauingenieure und Bauherren von Interesse, sondern auch für Katastrophenschutzorganisationen.

 

Zum Exkurs Skalen in der Seismologie

 

Schäden durch Erdbeben

Obwohl meist nach der Magnitude eines Bebens zuerst gefragt wird, sind eigentlich die Intensitäten für die betroffenen Menschen von größerer Wichtigkeit. Die Bodenerschütterungen eines Erdbebens können graduell unterschiedliche Schäden verursachen. Ausschlaggebend für den Schadensgrad sind die Magnitude, die Distanz und die Tiefe des Erdbebenherdes. Weiterhin sind unter anderem lokale Untergrundbedingungen, die Siedlungsdichte sowie die Verletzbarkeit bezüglich Erdbeben betroffener Bauwerke von Bedeutung. Auf der zwölfstufigen Intensitätsskala – der Europäischen Makroseismischen Skala (EMS-98) – werden die Schäden an Gebäuden, der Umwelt, der Infrastruktur und an Personen beschrieben.

Der Erdbebendienst Bayern betont, dass Erdbeben für Menschen nur eine sehr kleine direkte Gefahr darstellen: „Man kann Menschen durch ein Erdbeben nicht zu Tode schütteln. Manche Katastrophenfilme zeigen, wie sich bei einem Beben plötzlich die Erde öffnet und Menschen hineinfallen. Das geschieht im wahren Leben nicht.“

Die meisten Schäden entstehen, nach dem Erdbebendienst Bayern, durch die Wirkung der Bodenerschütterungen an Gebäuden, die dafür nicht ausgelegt sind. Sie können zu irreversiblen Deformationen an tragenden Teilen der Konstruktion führen und letztlich auch den Einsturz eines Teils oder des ganzen Gebäudes begünstigen. Es spielen zunehmend auch sogenannte nicht-strukturelle Schäden eine Rolle, zum Beispiel Glasbruch. Diese können zu Verletzungen und/oder Todesfällen führen. Neben der direkten Beschädigung der Gebäude kann auch der Baugrund in Mitleidenschaft gezogen werden. Gesättigte, meist sandige flache Schichten, typisch zu finden an Küsten oder Flussläufen sowie Flusstälern und Uferbereichen, verlieren jede Festigkeit, sodass Brückenpfeiler zur Seite rutschen und ganze Gebäude kippen. Die Schwingungen können stabile Hänge zum Gleiten bringen, sodass darauf stehende Bauten, wenn sie nicht sehr tief gegründet sind, wegrutschen und Bauten, auf die der Hangschutt rutscht, zerstört werden. Nach dem Beben verfestigt sich dieser Boden dann wieder. Durch starke Bodenerschütterungen können Erdrutsche und Schlammlawinen ausgelöst werden, welche zu weiteren Folgeschäden führen können.

Die zweite Gefahr ist die bleibende Bodenverschiebung bei sehr starken Beben. Gebäude, die in unmittelbarer Nähe von Verwerfungen stehen, können hierdurch starke Schäden erleiden. Weitere Gefahren treten durch Tsunamis, Flutwellen oder Überflutungen auf, welche durch Erdbeben ausgelöst werden können. Den Zusammenhang zwischen Erdbeben und Tsunamis erklären wir Ihnen in Kürze auf einer eigenen Themenseite zu Tsunamis.

Weitere Gefahren drohen bei Schädigung von Infrastrukturen (Strom- und Gasversorgung, Frisch- und Brauchwasser, Straßen- und Schienenverkehrswege, Telekommunikationseinrichtungen). Sie können zu einer Reihe von Folgeerscheinungen führen, wie beispielsweise Feuer durch beschädigte Gasleitungen. Feuer, als Folge des Austretens von Gas aus beschädigten Leitungen, aber auch bei allen Arten von Tanks mit brennbaren Stoffen, können verheerend sein, insbesondere dann, wenn die Feuerwehren wegen Schäden an Straßen und wegen Schutt von kollabierten Gebäuden keinen Zugang zur Brandquelle haben.

In kollabierten Gebäuden ist die Wahrscheinlichkeit von Todesfällen sehr hoch. Die häufigsten Todesursachen sind Quetschungen an Kopf und Brust durch Trümmer, starke äußere und innere Blutungen, Kreislaufversagen als Folge von Quetschungen oder Inhalation von Staub, sowie hypervolämische Schocks.

Weiterführende Informationen zur Vorhersage von Erdbeben

Weiterführende Informationen zur Erdbeben-Frühwarnung

Weitere Informationen unter

Notfall- Apps

  • NINA - Notfall-Informations- und Nachrichten-App: NINA warnt deutschlandweit und bei Bedarf standortbezogen vor Gefahren, wie z. B. Hochwasser und anderen Großschadenslagen.
  • Die App EQInfo der Firma gempa liefert weltweite Erdbebeninformationen von verschiedenen nationalen und internationalen Erdbebendiensten, darunter das GEOFON-Erdbebenmonitoring des Deutschen GeoForschungsZentrums. Eine Warnung ist mit dieser App jedoch nicht möglich.
  • Die App LastQuake des European-Mediterranean Seismological Centres (EMSC) informiert über gespürte Erdbeben und erlaubt es den Nutzern, Meldung über gespürte Erdbeben zu verschicken.