Von Menschen verursachte Aktivitäten wie die Öl- und Gasförderung destabilisieren lange ruhende Verwerfungslinien in Regionen, die früher als erdbebensicher galten. Eine neue Studie zeigt, dass selbst geologisch stabile Gebiete anfällig für induzierte Seismizität sind, was die traditionelle Erdbebenphysik in Frage stellt und Anlass zur Sorge gibt, dass die Infrastruktur nicht auf Erdbeben vorbereitet ist.
Das unerwartete Risiko stabiler Fehler
Jahrelang glaubte man, dass inaktive Verwerfungen in Regionen fernab der Grenzen tektonischer Platten zu schwach seien, um erhebliche Erdbeben auszulösen. Es wurde angenommen, dass diese Verwerfungen, die häufig in den Niederlanden, auf dem Deccan-Plateau in Indien und in Teilen der USA (Oklahoma) zu finden sind, über Millionen von Jahren „geheilt“ wurden, starke Bindungen bildeten und das Risiko plötzlicher Ausrutscher minimierten.
Untersuchungen unter der Leitung von Ylona van Dinther von der Universität Utrecht zeigen jedoch, dass diese scheinbar stabilen Fehler im Laufe der Zeit durch einen Prozess namens „Reibungsheilung“ tatsächlich an Stärke zunehmen. Je länger sie blockiert bleiben, desto stärker werden sie und führen zu einer gefährlichen Ansammlung potenzieller Energie.
Wie menschliches Handeln Erschütterungen auslöst
Menschliche Aktivitäten wie Gasförderung, Bergbau, Staudammbau und geothermische Energieerzeugung können dieses empfindliche Gleichgewicht stören. Der plötzliche Stress, der durch diese Vorgänge entsteht, überwältigt die angesammelte Stärke der Verwerfungen und führt dazu, dass sie auf eine Weise reißen, die weit mehr Energie freisetzt als erwartet.
Ein krasses Beispiel dafür ist das Erdbeben der Stärke 3,6 im niederländischen Dorf Huizinge im Jahr 2012. Ausgelöst durch die Gasförderung im Groningen-Feld war es das schlimmste verursachte Beben in der niederländischen Geschichte und zwang die Behörden, den Förderbetrieb einzustellen.
Die Wissenschaft hinter den Shakes
Van Dinthers Team zeigte mithilfe von Computersimulationen, dass nach Millionen von Jahren der Inaktivität bereits eine geringfügige Störung dieser Verwerfungen zu einer katastrophalen Freisetzung der aufgebauten Stärke führen kann. Die Simulationen zeigen, dass die Verwerfung nach etwa 35 Jahren Belastung nachgibt und ein induziertes Erdbeben auslöst, das größer ist als erwartet.
Sobald die Kraft freigesetzt wird, ruht die Verwerfung für Millionen von Jahren, aber das Risiko bleibt bestehen. Da Tausende dieser heilenden Verwerfungen über stabile Regionen verstreut sind, könnte fortgesetzte menschliche Aktivität im Laufe der Zeit mehrere Erschütterungen auslösen.
Auswirkungen und Vorsichtsmaßnahmen
Die Nähe dieser flachen Verwerfungen zur Oberfläche bedeutet, dass selbst mäßige Beben erhebliche Erschütterungen verursachen können, insbesondere in Gebieten, in denen die Infrastruktur nicht für solche Ereignisse ausgelegt ist.
Daniel Faulkner, Geophysiker an der University of Liverpool, betont, dass Unternehmen, die Projekte in diesen Regionen entwickeln, die zugrunde liegenden Risiken verstehen müssen. Auch wenn die Welt auf saubere Energie umsteigt, werden Geothermieprojekte (die auch Seismizität hervorrufen) weiterhin auf den Zugang zur Erdoberfläche angewiesen sein, was eine sorgfältige Planung erfordert.
Van Dinther schlägt vor, dass Entwickler langsamen, kontrollierten Extraktionsmethoden Vorrang einräumen sollten, um plötzliche Belastungen durch Fehler zu minimieren. Allerdings ist die wichtigste Erkenntnis Transparenz: Entwickler müssen das Erdbebenpotenzial anerkennen und es den betroffenen Gemeinden mitteilen.
„Wir sollten die Wirkung von Heilung und Stärkung bei der Gefahrenbewertung berücksichtigen“, schließt van Dinther und unterstreicht die Notwendigkeit aktualisierter Risikobewertungen in zuvor stabilen Regionen.
