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Wenn der Mensch die Erde beben lässt

Im Saarland wurde der Steinkohleabbau gestoppt, weil der Untergrund nicht mehr sicher ist. Aber auch andere Eingriffe können den Boden ins Wanken bringen.

Von Axel Bojanowski

Das hatten die Hamburger noch nicht erlebt. Am 20. Oktober 2004 um 8.59 Uhr vibrierten im Zentrum und im Süden der Stadt plötz­lich die Fußböden, Lampen schwangen hin und her, Putz bröckelte von den Wänden. Sekunden später erzitterten ganze Hochhäuser, und Menschen flohen ins Freie. Geschehen war, was nach wissenschaftlichem Ermessen in Norddeutschland eigentlich kaum passieren kann: In Rotenburg, auf halbem Weg zwischen Hamburg und Bremen, hatte sich ein Erdbeben der Stärke 4,5 ereignet - mitten in einem Gasfördergebiet. Ein Ruckeln dieses Kalibers wurde in der Gegend noch nie registriert. Norddeutschland gilt als erdbebenfrei, selbst schwache Vibrationen der Erde sind selten. Am 15. Juli 2005 aber folgte der nächste Schlag: Erschütterungen der Stärke 3,8 ließen in Syke Gebäude erzittern.

Die Ursache beider Erdbeben schien rasch gefunden: Uralte Schwächezonen im Gestein in mehr als acht Kilometer Tiefe seien aufgerissen, erklärten Geophysiker zunächst. Nach Auswertung der Erdbebenwellen mit moderneren Methoden kamen Seismologen dann allerdings zu einem weitaus heikleren Ergebnis: Demnach war die Gasförderung für die Beben verantwortlich. Der Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung indes erklärt noch heute: "Eindeutige Erkenntnisse über die Ursachen des Bebens von 2004 liegen uns nicht vor." Die Förderung wird fortgesetzt.

Weltweit rund 200 von Menschen verursachte Erdbeben

Dass menschliche Aktivitäten die mächtige Erdkruste beben lassen können, mag unwahrscheinlich erscheinen. Doch nicht nur durch die Förderung von Erdgas oder von Kohle - wie kürzlich im Saarland - kommt der Boden mitunter ins Wanken. Auch Erdwärmeanlagen, Ölförderung und Stauseen haben schon Dutzende Erdbeben ausgelöst. Weltweit gab es bis heute rund 200 vom Menschen verursachte starke Erdbeben, berichtet der deutsche Seismologe Christian Klose von der New Yorker Columbia University. Auch in Europa kommen derartige Erschütterungen immer wieder vor (siehe Karte).

Um sie auszulösen, bedarf es gewaltiger Kraft: Kilometerdicke Felsschollen im Untergrund müssen ruckartig gegeneinander verschoben werden. Die Kräfte, die durch Bohrungen in den Boden wirken, sind dafür zwar viel zu schwach. Aber sie treffen auf die Erdkruste, die überall unter großer Spannung steht - wie ein Gummiband kurz vorm Zerreißen. Deshalb kann es genügen, Kohle aus dem Untergrund zu holen, damit das Gestein sich plötzlich verschiebt oder bricht - und die Erde zittert.

Ab einer Stärke von 3 auf der Richterskala ist ein Erdbeben normalerweise für den Menschen spürbar, ab Stärke 5 gibt es meist größere Schäden, sofern die Gebäude nicht erdbebensicher gebaut sind. Bei der Erdgasförderung kam es bereits zu weitaus stärkeren Beben als denen 2004/2005 in Norddeutschland, etwa 1967 in Frankreich. In Usbekistan verursachte die Förderung 1976 und 1984 sogar drei Schläge der Stärke 7. Die Höhe der Schäden wurde während der Sowjet-Diktatur geheim gehalten. Klar ist jedoch, dass Erschütterungen dieser Stärke für nahe Siedlungen katastrophale Folgen haben. In Deutschland sind derartige Beben nach Meinung der Seismologen aber nicht zu befürchten, da hierzulande die Gasfelder deutlich kleiner sind.

Bergbau

Im Bergbau können Erdbeben ausgelöst werden, weil beim Ausschachten von Kohle, Erz oder Salz Hohlräume entstehen. Das darüber liegende Gestein sackt ab. Wird der Druck zu groß, bricht der Fels. Je mehr Gestein dabei in Bewegung gerät, desto stärker das Beben. So löste im März 1989 in Thüringen der Einsturz einer Kalisalzmine ein Beben der Stärke 5,6 aus. In der betroffenen Ortschaft Völkershausen mussten zahlreiche Gebäude abgerissen werden. Im Dezember 1989 ließ ein Beben im australischen Kohlebergbaugebiet Newcastle gleich Hunderte Häuser zusammenkrachen. Bei dem Schlag der Stärke 5,6 starben 13 Menschen, 160 wurden verletzt.

Bevölkerung und Politiker erkennen die Gefahr meist erst, wenn es zu spät ist. So auch beim Bau von Stauseen: Ihre Wassermasse erhöht den Druck im Untergrund. Im Dezember 1967 löste der Koyna-Stausee in Indien ein Beben der Stärke 6,3 aus. 200 Menschen kamen um.

Erschütterungen dieser Stärke sind bei der Gewinnung von Erdwärme zwar nicht zu erwarten. Gleichwohl schockten Beben an einer Erdwärmeanlage unlängst die Bevölkerung von Basel. Bis Dezember 2006 presste die Geopower Basel AG mithilfe einer Bohrung Wasser fünf Kilometer tief in den felsigen Untergrund. Es sollte, von der Wärme der Erde erhitzt, wieder aufsteigen und Dampfturbinen antreiben. Doch die potenzielle Energiequelle für Tausende Haushalte erwies sich als gefährlich: Der Wasserdruck hatte den Untergrund derart unter Spannung gesetzt, dass er mehrmals mit lautem Knall barst. Zwar gab es kaum Schäden, das Risiko weiterer Beben erschien aber groß. Das Projekt wurde gestoppt. Auch in Australien, Frankreich und Kalifornien haben ähnliche Anlagen in der Vergangenheit erhebliche Erschütterungen verursacht.

Diese Erkenntnis könnte einen Plan in Verruf bringen, mit dem Forscher die Klimaerwärmung abschwächen möchten. Das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) soll in großen Mengen in den Boden gepumpt werden. Doch der Druck in einem CO2-Lager mittlerer Größe würde sich nach spätestens 30 Jahren um den gefährlichen Schwellenwert von 0,1 Bar erhöhen, hat Seismologe Klose berechnet. Der Untergrund wäre bis zum Bersten gespannt. "Die Erdbebengefahr", resümiert Klose, "muss besser erforscht werden."

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