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Seismologie und seismische Gefährdungseinschätzung - Interview Claus Milkereit

Dr. Claus Milkereit (Foto: GFZ).
Gruppenfoto vom Trainingskurs "Seismologie und seismische Gefährdungseinschätzung" 2019 (Foto: D. Kroll, GFZ).

Vom 12. August bis 6. September findet am GFZ der Trainingskurs 'Seismologie und Seismische Gefährdungseinschätzung' statt. Claus Milkereit  leitet den Kurs und berichtet im Interview über Kursinhalte, Herausforderungen und die Entwicklung der Erdbebenüberwachung.

Was bringen Sie den Leuten bei?

Wir vermitteln Kenntnisse zur Auswertung von Erdbeben und zur Erstellung von Erdbebenkatalogen und dazu, wie diese in der Gefahreneinschätzung genutzt werden.

Wir unterrichten die ganze Spanne der Seismologie: von der Aufzeichnung eines Erdbebens über die Interpretation bis hin zur Vorausschau. Am GFZ haben wir einen Stamm an Unterrichtenden, daneben laden wir in diesem Jahr beispielsweise Expertinnen und Experten aus Italien, England und Norwegen ein, die uns unterstützen.

Eine Erdbebenvorhersage, so wie oft vermutet, gibt es aber nicht.

Genau. Den Zeitpunkt eines zukünftigen Bebens zu bestimmen ist bisher nicht möglich. „Vorausschau“ bedeutet, dass wir versuchen, die Stärke eines möglichen Erdbebens für eine bestimmte Region vorauszusagen.

Wer kommt zu den Kursen?

Bewerben können sich Personen aus Ländern, in denen keine formale Ausbildung auf dem Gebiet der Geophysik oder Seismologie stattfindet. Sie müssen mindestens über einen Bachelorabschluss verfügen, an einer Universität eingeschrieben sein oder mit einer Behörde zusammenarbeiten, die in ihrem Land für die Erdbebenüberwachung zuständig ist.

Von 205 Bewerbungen in diesem Jahr wurden 26 Teilnehmende ausgewählt, die wir jetzt für vier Wochen unterrichten. Da möglichst viele Länder profitieren sollen, stammen die Teilnehmenden aus möglichst unterschiedlichen Ländern.

Der Kurs findet jährlich statt, abwechselnd auf dem Telegrafenberg in Potsdam und im Ausland. Wonach entscheidet sich, wohin es geht?

Das Land sollte erdbebengefährdet sein und damit unmittelbar von einem Kurs profitieren. Unser thematischer Schwerpunkt richtet sich nach den Gegebenheiten in einem Land, auch danach wählen wir aus. Außerdem sollten für das Land keine Sicherheitsbedenken bestehen. Die finale Entscheidung liegt bei der Auswahlkommission.

Für den Kurs im Jahr 2020 haben wir bereits Einladungen aus vier Instituten in Argentinien, Ecuador, Trinidad und Kuba.

Warum findet der Kurs nicht einfach in jedem Jahr in Potsdam statt?

Der Vorteil für uns ist, dass wir vor Ort besser verstehen, wo später die Probleme sind. Wir verstehen, welche Unterstützung gebraucht wird, damit beispielsweise eine Software auch eingesetzt wird.

Aber vor allem widmen wir uns mit dem thematischen Schwerpunkt eines Kurses den speziellen naturräumlichen Gegebenheiten im Gastland. Wir laden immer auch Lehrende aus dem Gastland ein, über die Gegebenheiten vor Ort zu sprechen.

Was sind das für Gegebenheiten, nach denen Sie Ihre Inhalte ausrichten?

Wenn in einem Land beispielsweise Erdbeben oft mit Hangrutschungen oder Schlammlawinen einhergehen, konzentrieren wir uns auf diesen Zusammenhang. In lateinamerikanischen Ländern oder Indonesien ist der Zusammenhang von Erdbeben und Vulkanausbrüche ein großes Thema. Beim Kurs in Myanmar haben wir das Thema Tsunami-Frühwarnsystem mit aufgenommen.

2018 waren wir in Ghana. Da würde man zunächst mal gar nicht daran denken, dass dort eine Erdbebengefahr besteht. Wenn man aber in die historischen Aufzeichnungen schaut, hat es in den 1930er und 1960er Jahren starke Erdbeben gegeben. Wir haben dann unterrichtet, wie man mit einer Erdbebengefährdung bei geringer Häufigkeit umgeht.

Das gilt auch für Deutschland: Zwar besteht eine geringe Erdbebenwahrscheinlichkeit, aber im Kölner Raum kann es durchaus Beben mit einer Stärke von 6,5 geben mit möglichen Schäden, die in die Millionen gehen. Die Gefährdung ist dann nicht in den Köpfen der Bevölkerung, die Institutionen müssen sie aber im Blick haben.

Sind die Teilnehmenden im Anschluss in der Lage, in ihren Ländern Erdbeben zu überwachen?

Wir können mit unserem Kurs nur einen Startpunkt setzen. Aber die Leute lernen, wie ein System zur Erdbebenüberwachung aufgebaut und langfristig betrieben wird.

Für die Berechnung der Gefährdung und möglicher Auswirkungen eines Bebens für eine Region oder ein Land braucht es einen Erdbebenkatalog für diese Region. Der kann nicht innerhalb von einem Jahr erstellt werden, auch nicht innerhalb von zehn Jahren. Je länger der Zeitraum, für den die Erdbebentätigkeit in einer Region bekannt ist, desto besser kann die Erdbebengefährdung berechnet werden.

Dafür müssen nicht nur aktuelle Beben überwacht werden, sondern man braucht möglichst viele Informationen aus der Vergangenheit. Beispielsweise das Wissen, dass es in den letzten dreihundert Jahren mindestens drei Beben der Stärke sieben gegeben hat. Diese Informationen bekommt man vielleicht aus historischen Dokumenten, wie Aufzeichnungen aus Klöstern, aus archäologischen Ausgrabungen oder geologischen Erkundungen.

Es gibt ja globale Erdbebenüberwachungssysteme wie das GEOFON-Netzwerk des GFZ. Sind diese zu „grobmaschig“ für die regionale Überwachung?

Richtig. Weltweite Netzwerke wie das GEOFON können Erdbeben ab einer Magnitude von 4 oder 5 bestimmen. Aber was ist darunter? Hier müssen die Länder selber aktiv werden und seismische Netzwerke aufbauen. Dafür können sie natürlich die globalen Daten des GEOFON-Netzes nutzen, müssen aber ihre eigenen, regionalen Daten einbinden.

Im Kurs zeigen wir: Ihr könnt euch auf das GEOFON-Netz verlassen – die GEOFON-Wissenschaftler unterrichten auch selber im Kurs – und die Echtzeit-Datenanalyse nutzen, aber baut weitere, eigene seismische Stationen in euren Ländern auf.

Wenn in einem Land neue lokale Messnetze entstehen, werden sie ins GEOFON-Netz integriert?

Ja, wir konnten bereits mehrere Stationen in das Netz integrieren, so dass mehr Daten in Echtzeit übertragen werden. Bei vergangenen Kursen in Myanmar und Ghana hatten wir die Möglichkeit, neue Techniken in bestehende Netze zu integrieren und damit die Datenübertragung zu verbessern.

Evaluieren Sie, wie erfolgreich die Arbeit in den Ländern der ehemaligen Teilnehmenden weitergeht?

Ja, wir haben die Kurse 2012 evaluiert und eines der Ergebnisse war, dass viele ehemalige Teilnehmende weiter mit uns zusammenarbeiten möchten.

Als Folge der positiven Evaluierung ist auch ein neues Förderprogramm des Auswärtigen Amts entstanden, über das ehemalige Teilnehmende seit diesem Jahr Gelder beantragen können, um damit ans GFZ zu kommen. Ein Trainingskurs ist ein Trainingskurs. Man fährt nach Hause und denkt, man hat alles verstanden, und merkt dann erst, dass da doch noch eine Verständnislücke ist. Jetzt können Ehemalige uns mit ihren eigenen Daten und Fragen am GFZ besuchen. Wir sind selber überrascht über den Zuspruch, den wir darauf erfahren, und sind ganz begeistert.

Die ersten Teilnehmenden sind mittlerweile in verantwortungsvollen Positionen und schicken ihre eigenen Leute zur Ausbildung wieder in die Kurse, um Kontakte zu pflegen und das GFZ kennenzulernen. Die Kurse sind also auch ein Sprungbrett für die Karriere der Leute.

Wie wird der Kurs finanziert?

Das GFZ finanziert die Reisekosten der Lehrenden und die Computerinfrastruktur. Auch einen Teil der Kosten der Teilnehmenden übernehmen wir.

Wir werden vom Auswärtigen Amt von der Abteilung für Humanitäre Hilfe gefördert, mit dem Argument, dass Ausbildung besser ist, als erst nach einer Katastrophe aktiv zu werden. Sie übernehmen die weiteren Kosten der Teilnehmenden.

Wie ging es los mit den Kursen?

Die Vereinten Nationen hatten in den 1980er Jahren festgestellt, dass in vielen Ländern gar nichts über die lokale Erdbebengefährdung bekannt ist. Sie sind auf die damaligen Experten der DDR zugegangen, ans Zentralinstitut für Physik der Erde, ZIPE, aus dem später das GFZ hervorgegangen ist: „Ihr seid doch die Experten sowohl auf dem Gebiet der Erdbebenüberwachung als auch auf dem Gebiet der Gefährdungseinschätzung. Könnt ihr das Wissen weitergeben?“. Die ehemaligen ZIPE- und dann GFZ-Wissenschaftler Gottfried Grünthal und Peter Bormann starteten 1985 die ersten Kurse. Ich habe die Leitung 2004/2005 übernommen.

Wie haben sich die Überwachung von Erdbeben und die Möglichkeit der Gefährdungseinschätzung seitdem verändert?

Das GFZ hatte Anfang der 1990er die Idee eines weltumspannenden Netzes der Erdbebenüberwachung. Dank neuer Möglichkeiten der Datenübertragung ist dann mit dem GEOFON ein System entstanden, das in Quasi-Echtzeit Daten bereitstellen kann. Dafür wurden Technologien und Softwarelösungen entwickelt. 2004 ist mit SeisComp eine Quasi-Standard-Software entwickelt worden, mit der globale und lokale Daten in Echtzeit ausgewertet werden können. Das ist für mich einer der Meilensteine.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben normalerweise keinen Zeitdruck. Sie können sich auch mit Beben beschäftigen, die fünf oder fünfzig Jahre in der Vergangenheit liegen. Mit dem Tsunami im Indischen Ozean 2004 hat sich das verändert.

Natürlich gibt es weiterhin die Seismologinnen und Seismologen, die sich im Detail mit einzelnen Beben beschäftigen und daraus Erkenntnisse über die Physik von Erdbeben ableiten, damit vielleicht irgendwann eine Erdbebenvorhersage möglich ist.

Aber mit den neuen Möglichkeiten der Echtzeitüberwachung bietet das GFZ nun ein Produkt an, das weltweit nachgefragt ist und wo wir weltweit führend sind. Damit tragen wir natürlich auch eine unmittelbare Verantwortung, das System weiter zu verbessern und verfügbar zu machen. Auch wenn die Langzeitüberwachung von Erdbeben vor allem eine staatliche Aufgabe ist und langfristig angelegt sein muss.

In welchem Land würden sie gerne mal einen Kurs durchführen?

Wir würden beispielsweise gerne nach Ägypten gehen und dort den Aufbau einer Tsunamiüberwachung für das Mittelmeer unterstützen. Dafür braucht es seismische Stationen im nördlichen Afrika. Das scheitert bislang daran, dass Länder wie Ägypten oder Algerien keine eigenen Daten teilen möchten oder ein Land wie Libyen so große Probleme hat, dass an eine seismische Überwachung dort im Moment nicht zu denken ist.

Tunesien war offen, hat aber nur defekte seismische Stationen und bräuchte Unterstützung. Marokko hat das Western Mediterranean Network aufgebaut, das in ein Tsunami-Frühwarnsystem im Mittelmeer und auch Atlantik eingebunden werden könnte. Das war einer der Gründe, den Kurs 2012 in Marokko durchzuführen.

Ein solches Frühwarnsystem lässt sich nur im internationalen Verbund aufbauen. Deutschland ist selber nicht betroffen und kann keine relevanten Stationen einbringen. Wir als GFZ könnten aber unsere Expertise einbringen und die GEOFON-Daten zur Verfügung stellen.

Interview Ariane Kujau

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