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Erdbebengefährdung

Seismologische Netzwerke

Erdbeben werden von Seismometern registriert. Ein Seismometer ist ein Gerät, welches Bodenerschütterungen von Erdbeben und anderen seismischen Wellen aufzeichnen kann. Es besteht aus einer Masse, die an einer Federaufhängung gelagert ist. Während sich die Bodenbewegung auf das Gehäuse des Instrumentes überträgt, bleibt die Masse aufgrund ihrer Trägheit in Ruhe. Die Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. Da sich die Erdbebenwellen im Erdinneren ausbreiten, kann ein Verbund von mehreren Seismometern verwendet werden, um die Lage eines Erdbebenherdes und die Stärke eines Bebens zu bestimmen. Deshalb gibt es weltweit Netze aus seismologischen Stationen.

Erdbeben in Deutschland - ein Überblick

In Deutschland gibt es mehrere Gebiete mit einem erhöhten Erdbebenrisiko. Dazu gehören der Oberrheingraben (Baden-Württemberg, Hessen), der Raum Köln (Nordrhein-Westfalen), die Schwäbische Alb (Baden-Württemberg, Bayern), der Grenzbereich zur Schweiz bei Basel (Baden-Württemberg) sowie das Vogtland (Sachsen, Thüringen, Bayern, Tschechien).

Obwohl Mitteldeutschland, insbesondere das Vogtland, im internationalen Vergleich nur als mäßig erdbebengefährdet einzustufen ist, darf die Erdbebenüberwachung und Erdbebenvorsorge nicht vernachlässigt werden. In historischer Zeit seit 800 wurden hier mehrfach seismische Ereignisse mit Intensitäten über VI auf der makroseismischen Intensitäts-Skala EMS-98 – dem entsprechen Magnituden über 4 auf der Richter-Skala – beobachtet und dokumentiert.

Erdbeben in Mitteldeutschland und im regionalen Umfeld mit Intensität >VI dargestellt als Säulendiagramm

Erdbeben in Mitteldeutschland und im regionalen Umfeld mit Intensität >VI, Quelle: LfULG

Besondere Aufmerksamkeit gilt den - teils periodisch wiederkehrenden - vogtländischen Schwarmbeben, die aufgrund ihrer Vielzahl zeitlich und räumlich benachbarter Einzelbeben und deren Intensität zu den seismologisch bedeutenden Ereignissen in Europa gehören. Die letzten größeren Bebenschwärme ereigneten sich im Herbst 2000, im Oktober bis Dezember 2008, im Herbst 2011 und die Erdbebenserien im Mai bis August 2014.

In Mitteldeutschland wird die staatliche Erdbebenüberwachung im Einvernehmen mit den seismologisch tätigen Observatorien und Einrichtungen in dem Seismologie-Verbund zur Erdbebenbeobachtung in Mitteldeutschland gewährleistet.

Automatische Auswertung von Erdbeben

Im Rahmen des Seismologie-Verbundes zur Erdbebenbeobachtung in Mitteldeutschland werden die Aufzeichnungen der seismologischen Überwachungsnetze automatisch erfasst. Dafür werden für die Region Mitteldeutschland/Nord-Westböhmen die Signale von ca. 50 seismischen Messstationen kontinuierlich automatisch registriert und ausgewertet. Dies geschieht mit Hilfe eines automatischen Ortungssystems, mit dem sich die Parameter von Erdbeben umgehend ermitteln lassen.  Die hohe Dichte an seismischen Stationen garantiert eine hohe Ortungsgenauigkeit.
 

Ermittelt werden folgende Parameter:

  • das Herdgebiet (Region des Bebens)
  • die Herdzeit (Beginn des Bebens)
  • die vorläufige Magnitude (Stärke des Bebens)

Die automatisch gemeldeten Ereignisse ab einer Magnitude von 2.5 erscheinen auf der gemeinsamen Internetseite des Seismologie-Verbundes.

Die automatisch ermittelten Parameter sind erst abgesichert, wenn sie von einem Seismologen bestätigt wurden.

Ist die manuelle Bestätigung durch einen Seismologen erfolgt, sind das Beben und die Parameter in der vorläufigen Liste der Erdbebendaten des Sachsen-Netzes und auf der gemeinsamen Internetseite des Seismologie-Verbundes zu finden, gleichzeitig entfällt die Anzeige des automatisch ermittelten Ereignisses.

Hier finden Sie die Seismogramme zu seismischen Ereignissen in Mitteldeutschland.

Aktuelle Seismogramme

Weitere Informationen zu seismischen Ereignissen in Mitteldeutschland finden Sie auf den Internetseiten des Geophysikalischen Observatoriums Collm.

Glossar

  • Automatische Auswertung
    Bei der automatischen Auswertung werden die Signale der seismischen Messstationen kontinuierlich ausgewertet und bei Beben die Herdkoordinaten ermittelt. In Sachsen wird das automatische Ortungssystem SeisComp3 verwendet. Auf Grund der ausschließlich technischen Auswertung sind Fehlbestimmungen nicht ausgeschlossen. Daher müssen die Ergebnisse durch manuelle Auswertung eines erfahrenen Seismologen bestätigt werden.
  • Seismische Messstationen
    In die automatische Auswertung werden ca. 50 Messstationen einbezogen. Sie gehören zum seismischen Sachsen-Netz (SXNET), zum Thüringen-Netz (TSN), zum Deutschen Regionalnetz seismologischer Regionalstationen (GRSN), zum Tschechischen Regionalen Seismischen Netzwerk (CRSN) und zum Bayern-Netz (BW)
  • Herdzeit
    Die Herdzeit ist der bestimmbare Beginn des Erdbebens.
  • Magnitude
    Die Magnitude ist ein Maß für die bei einem Erdbeben freigesetzte Energiemenge. 1935 hat Charles Richter dafür eine nach oben offene Erdbebenskala eingeführt (Richter-Skala).
  • Intensität
    Die Intensität beschreibt, wie Erdbeben durch den Menschen wahrgenommen werden oder sich auf Gebäude und die Natur ausgewirkt haben.
  • Schüttergebiet
    Das Schüttergebiet ist das Gebiet, in dem ein Erdbeben vom Menschen gespürt wird. Es ist abhängig von der Magnitude und der Tiefe des Erdbebens.

Erdbebengefährdung in Deutschland

© By Störfix [CC BY 2.0 de (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/de/deed.en)], via Wikimedia Commons

In Deutschland treten seismische Ereignisse entlang junger Störungszonen besonders in der Region des nördlichen Alpenrandes, des Oberrheintalgrabens, des mittleren Rheintals, der Niederrheinischen Bucht und dem Kreuzungsbereich der Fränkischen Linie mit dem Egertalgraben in Mitteldeutschland auf. Weiterhin sind die Schwäbische Alb und das Vogtland für seine seismische Aktivität bekannt. Die seismischen Untersuchungen in Deutschland erfolgen sowohl über die lokalen Netze einzelner Erdbebendienste der Länder als auch über die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover und das Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam.

In Deutschland treten seismische Ereignisse entlang junger Störungszonen besonders in der Region des nördlichen Alpenrandes, des Oberrheintalgrabens, des mittleren Rheintals, der Niederrheinischen Bucht und dem Kreuzungsbereich der Fränkischen Linie mit dem Egertalgraben in Mitteldeutschland auf. Weiterhin sind die Schwäbische Alb und das Vogtland für seine seismische Aktivität bekannt.

Die seismischen Untersuchungen in Deutschland erfolgen sowohl über die lokalen Netze einzelner Erdbebendienste der Länder als auch über die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover und das Geoforschungszentrum (GFZ) in Potsdam.

Die seismisch besonders gefährdeten Regionen in Deutschland werden in der DIN 4149 – Bauten in deutschen Erdbebengebieten – in einzelne Erdbebenzonen unterteilt, in denen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Erdbebens einer bestimmten Stärke angegeben ist. Methodisch hat sich das Konzept zur Ermittlung der Auftretenswahrscheinlichkeit in den letzten Jahren geändert. Seit der 1981 herausgegebenen DIN 4149 alt werden in der DIN 4149:2005-04 vier Neuentwicklungen zur Bestimmung der Erdbebeneinwirkung realisiert:

  • Erarbeitung einer »probabilistischen« Erdbebenzonenkarte
  • Zuordnung von Grenzwerten (»Bemessungswerten«) der Erschütterung (»Bodenbeschleunigung«) zu den einzelnen Erdbebenzonen
  • Einbeziehung des Schwingungsverhaltens des Untergrundes (»elastisches Antwortspektrum«)
  • Berücksichtigung des geologischen Untergrunds

Bauten in deutschen Erdbebengebieten (DIN 4149)

In den letzten 25 Jahren haben sich die Konzepte für das erdbebengerechte Bauen grundlegend verändert. Zusätzlich ist es durch die internationale Zusammenarbeit im Rahmen der EU notwendig geworden, grenzüberschreitende gemeinsame Richtlinien zu schaffen.

In der früher verwendeten »deterministischen« Erdbebenkarte wurden Regionen abgegrenzt, in denen Erdbeben in der Vergangenheit häufig aufgetreten sind und von denen man ausgeht, dass diese Regionen auch in Zukunft seismisch aktiv bleiben. Die DIN 4149: 2005-04 ist im Gegensatz dazu eine »probabilistische« Erdbebenkarte. Sie gibt die mathematisch ermittelte Wahrscheinlichkeit des Wiederauftretens eines Erdbebens in einem bestimmten Gebiet an.

Weiterhin wurde zur Einschätzung des Untergrundes für alle Gebiete der ausgehaltenen Erdbebenzonen eine Karte der geologischen Untergrundklassen erarbeitet, die eine Unterteilung des Untergrundes in die Klassen R (Fels, Festgestein), T (flache Sedimentbecken und Übergangszonen) und S (tiefe Sedimentbecken) vornimmt. Diese Untergrundklassen werden kombiniert mit den Baugrundklassen und fließen als Parameter in die elastischen Antwortspektren mit ein.

Für die praktische Anwendung wurden die einzelnen Orte und Gemeinden den jeweiligen Erdbebenzonen bundesweit einheitlich durch den Landeserdbebendienst Baden-Württemberg zugeordnet. Die Veröffentlichung dieser Zuordnungen erfolgt für die einzelnen Bundesländer für ihr Hoheitsgebiet in den entsprechenden Amtsblättern (für Sachsen im Sächsischen Amtsblatt Sonderdruck 3/2012 vom 30.04.2012). 
Es muss darauf hingewiesen werden, dass in der DIN 4149: 2005-04 nur natürliche seismische Ereignisse Berücksichtigung finden. Bergbau induzierte seismische Ereignisse, wie sie besonders in den Regionen mit Kalibergbau und ggf. des Steinkohlenbergbaues auftreten können, werden dabei nicht betrachtet.

Die DIN 4149:2005-04, die derzeit in Sachsen rechtswirksam ist, basiert auf der Grundlage des Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten.

Eine neuere Überarbeitung der DIN 4149 ist gegenwärtig in Vorbereitung.

Erdbebenbeobachtung und Seismologie-Verbund in Mitteldeutschland

In Mitteldeutschland wird die staatliche Erdbebenüberwachung im Einvernehmen mit den seismologisch tätigen Observatorien und Einrichtungen in dem »Seismologie-Verbund zur Erdbebenbeobachtung in Mitteldeutschland« praktiziert, der die vorhandenen Erfahrungen und Kenntnisse sowie die bestehenden seismologischen Observatorien und Stationen nutzt. Das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) übernimmt dabei die Koordination innerhalb des Seismologie-Verbundes und ist offizieller Ansprechpartner für staatliche und öffentliche Stellen.
Im Seismologie-Verbund sind juristisch und finanziell unabhängige Institutionen mit dem Ziel vereinigt, die regionalseismologischen Arbeiten in Sachsen zu koordinieren, das vorhandene Beobachtungsnetz zu erhalten und gezielt auszubauen.

Übersichtsschema über die einzelnen Arbeits-imd Kooperationsebenen innerhalb des Seismologieverbundes Mitteldeutschland

Zusammenarbeit innerhalb des Seismologie-Verbundes Mitteldeutschlands, Quelle: LfULG

Aufgaben des Seismologie-Verbundes Mitteldeutschland

Institutionen und Einrichtungen im Seismologie-Verbund

Neben dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie gehören folgende Institutionen und Einrichtungen zum Seismologie-Verbund:

Ergebnisse des Seismologie-Verbundes Mitteldeutschland

Interaktiver Kartendienst »Erdbeben in Mitteldeutschland«

Im Rahmen des Seismologie-Verbundes wurde ein gemeinsamer Kartendienst »Erdbeben in Mitteldeutschland« eingerichtet. Er wurde von der Thüringischen Landesanstalt für Umwelt und Geologie finanziert und wird von der TLUG weiterhin betreut. Seit Anfang Juni 2015 können sich hier Nutzer schnell und übersichtlich über die Erdbebentätigkeit in Mitteldeutschland informieren. Als bedeutender Baustein bei diesem Internetauftritt werden die automatisch ermittelten Erdbeben ab Magnitude 2,5 innerhalb weniger Minuten tabellarisch und kartenmäßig dargestellt.

Schriftenreihe des Seismologie-Verbundes

Seit 1998 werden die Arbeitsergebnisse des Seismologie-Verbundes in Form von Zwei- und Dreijahresberichten veröffentlicht. Die Broschüren informieren über die seismischen Ereignisse in Mitteldeutschland (Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen) und dem Herdgebiet Nový Kostel (westliche Tschechische Republik) sowie über die seismologischen Netze in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen in dem jeweiligen Zeitraum. Derzeit wird der 7. Bericht (2013-2015) vorbereitet.

Die Schriftenreihe des Seismologie-Verbunds besteht aus Zwei-und Dreijahresberichten, Quelle: LfULG

Einsatz der Seismohydrologie zur Erdbebenprognose im Vogtland

Das Projekt sollte die Möglichkeiten zur Anwendung der seismohydrologischen Erfahrungen zur Erdbebenprognose im Oberen Vogtland aufzeigen. Dazu wurden die Ergebnisse zu hydrologischen und hydro(geo)chemischen Effekten an Quellen und Mofetten im Vogtland und NW-Böhmen herangezogen.

Induzierte Seismizität bei der Flutung von Bergwerken

Die Flutung der ca. 2000 m tiefen Uranerzgrube Schlema-Alberoda der Wismut GmbH im Bergbaurevier Aue-Alberoda führt zu einer intensiven Umlagerung der vorhandenen Gebirgsspannungen. Dies führt u.a. zu seismischen Erschütterungen, die zum Teil von der Bevölkerung wahrnehmbar sind.

Seit 1998 wird im Rahmen des Seismologie-Verbundes durch die TU Bergakademie Freiberg, zusätzlich zum seismischen Monitoring der Wismut GmbH, ein unabhängiges seismologisches Monitoring zur Erfassung der induzierten Seismizität durchgeführt. Die Auswertung und Interpretation der Messergebnisse erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Wismut GmbH.

Dieses Langzeitmonitoring zeigt, dass eine gute Korrelation zwischen der Flutungsspiegelbewegung und der induzierten Seismizität besteht.

© Quelle: TU Bergakademie Freiberg

Flutungsverlauf und Magnitudenverteilung 1998 bis 2016

Quelle: TU Bergakademie Freiberg

Schwingungsverhalten von Staumauern

In Staumauern installierte Seismometer liefern sowohl gute Registrierungen bezüglich der natürlichen Seismizität als auch zusätzliche Informationen über das Schwingungsverhalten der Bauwerke selbst. Dieses Schwingungsverhalten ist vor allem für die Einschätzung der Standsicherheit von Bedeutung.
Untersuchungen an der Talsperre Eibenstock ergaben bei Erschütterungen eine Resonanzfrequenz von ca. 6 Hertz, deren Intensität sich aber mit dem Füllungsstand der Talsperre ändert.

Blick aus der Luft auf die Talsperre Eibenstock, inklusive Talsperre und Staumauer.

Talsperre Eibenstock (2012), Quelle: LTV/S. Unger

Einfluss von Windkraftanlagen auf seismische Stationen

Die Installation von Windkraftanlagen kommt zunehmend in Konflikt zu seismologischen Messeinrichtungen, welche das ungestörte Monitoring der natürlichen und induzierten Seismizität zum Ziel haben.

Um den Einfluss von Windkraftanlagen auf die Registrierbedingungen seismologischer Stationen speziell im Bereich des Freistaates Sachsen messtechnisch zu erfassen, wurden Standortuntersuchungen in zwei Testgebieten mit Festgesteinsbedeckung (Windpark Fraureuth-Beiersdorf südlich von Zwickau) und Sedimentgesteinsbedeckung (Windkraftanlage Zodel, Gemeinde Neißeaue) durchgeführt. Die Messungen wurden im vierten Quartal 2015 aufgenommen, und die Ergebnisse werden publiziert.

Seismische Messungen der Universität Leipzig beim Windpark Fraureuth-Beiersdorf, zur Abschätzung des Einflusses von Windkraftanlagen auf seismische Stationen, Quelle: Dr. H. Flores Estrella

Seismologisches Sachsennetz

Standorte seismischer Stationen in Mitteldeutschland Stand: 2015  © Universität Leipzig/LfULG

Besonders im Gebiet von Westsachsen und Ostthüringen werden immer wieder Erdbeben registriert. Diese sind überwiegend von geringer Stärke, können aber auch Stärken erreichen, die zu Gefährdungen von Gebäuden und letztendlich von Menschen führen können. Um alle seismischen Ereignisse in dieser Region zu erfassen, werden seismische Stationen im Rahmen des Seismologischen Sachsennetzes (SXNET) durch das LfULG aufgerüstet und betrieben.
Das Sachsennetz mit Stationen von Sachsen-Anhalt ist neben dem Thüringer-Netz (TSN) ein Bestandteil des Seismologischen Netzes Mitteldeutschlands. Das Sachsennetz besteht aus zwei unabhängigen Netzen: einem online-Netz und einem offline-Netz.

Online-Netz

Das Online-Netz wird vom Institut für Geophysik und Geologie der Universität Leipzig betreut. Es besteht derzeit (Stand 2016) aus 10 sächsischen Stationen und 3 Stationen vom Landesamt für Bergwesen und Geologie in Sachsen-Anhalt, die direkt ihre Daten in das Datenzentrum an der Universität Leipzig übertragen. Damit sind sofortige Informationen über seismische Ereignisse möglich, und die Daten werden aktuell im Internet bereitgestellt. Die Ausrüstung der Stationen ist zum Deutschen Seismologischen Regionalnetz kompatibel, und der erforderliche Datenaustausch ist dadurch möglich.

Ausrüstung einer Online-Station zur Aufzeichnung seismischer Ereignisse, Quelle: Universität Leipzig.

Ausrüstung einer Online-Station (Stand 2016), Quelle: Universität Leipzig

Offline-Netz

Das Offline-Netz besteht derzeit aus 13 mobilen Stationen. Die mobilen Stationen registrieren autonom, wenn am jeweiligen Standort ein vorher festgelegter Schwellenwert der Bodenerschütterung überschritten wird. Die Daten müssen ca. alle 2 Monate (im Bedarfsfall auch eher) abgeholt und bearbeitet werden. Mit diesem Netz werden gezielte Auswertungen zu bestimmten Standorten, zur Herdlokalisierung und zur Ausbreitung und Untersuchung der Erdbebenwellen vorgenommen.

Schwarmbeben im Vogtland

Lage der Epizentren der Schwarmbeben bei Nový Kostel
Lage der Epizentren der Schwarmbeben bei Nový Kostel  © LfULG

Schwarmbeben sind im Vogtland eine typische Erscheinung. Dabei wird von Zeit zu Zeit angestaute Spannungsenergie an geologischen Störungen freigesetzt. Neuere Untersuchungen gehen davon aus, dass in der Erdkruste aufsteigende Fluida und Gase die typischen Schwarmbeben hervorrufen.
Seit Ende des 19. Jahrhunderts sind im Vogtland in den Jahren 1897, 1903, 1908, 1936 und 1962 wiederholt stärkere Erdbebenschwärme aufgetreten. Im Verlauf des Schwarms im Winter 1985/86 trat ein Erdbeben von Magnitude 4,6 auf, welches das stärkste Ereignis in dieser Region bisher ist. Weitere spürbare Schwärme folgten in den Jahren 2008, 2011, und im Jahr 2014 folgte eine Serie von Beben. Ein ausführlicher Vergleich der Schwärme von 2008, 2011 und der Serie von 2014 erfolgte im Dreijahresbericht 2013-2015 (siehe Seite 26-29). Die Epizentren befinden sich überwiegend nahe der Ortschaft Nový Kostel, ca. 10 km östlich von Bad Brambach.

Erdbebenschwarm 2018

© LfULG

Am 10. Mai 2018 begann bei Luby, ca. 8 km östlich von Bad Brambach, ein Erdbebenschwarm, der bis Ende Juni anhielt. Das stärkste Beben wurde am 21. Mai um 23:04 Uhr MESZ mit einer Lokalmagnitude (ML) von 3,8 in einer Tiefe von ca. 6 km registriert. Das Epizentrum lag ca. 3 km östlich von Luby. Im Zeitraum des Schwarms traten insgesamt 14 Beben mit einer Magnitude größer gleich 3,0 auf. Der zeitliche Verlauf zeigt eine räumliche Verlagerung in der Tiefe sowie der Epizentren. So ist eine mehrmalige Verlagerung der Erdbebenherde in Nord-Süd-Richtung zu beobachten. Die Erdbebenherde liegen im Norden generell tiefer als im Süden. Es wurden ca. 800 Beben ausgewertet. Ein weiteres Beben der Magnitude 3.4 wurde am 24.08.2018 um 1.36 Uhr nördlich von Nový Kostel in einer Tiefe von 5 km registriert. Es kann derzeit nicht eingeschätzt werden, ob es zu dem vorhergehenden Schwarm gehört oder ob es sich um ein Einzelbeben handelt.

Erdbebenschwarm 2017

Von Mitte bis Ende Juli 2017 kam es im Gebiet von Nový Kostel zum Auftreten von einem Erdbebenschwarm. Am 11. Juli um 13.25 Uhr (MESZ) und um 13.58 Uhr (MESZ) wurden zwei Beben der Magnitude 3,1 und 3,2 aufgezeichnet. Zwei weitere Beben der Stärke 2,6 traten am 11. Juli um 22:57 Uhr und am 12. Juli um 07:46 Uhr (MESZ) auf. Die Epizentren lagen nordöstlich von Luby, ca. 12 km von Klingenthal entfernt, und befanden sich in einer Tiefe von ca. 9 km.

                             

Erdbebenserie Mai – August 2014

Im Mai und im August 2014 kam es zu einer Serie von Erdbeben mit dem Epizentrum Nový Kostel, ca. 10 km östlich von Bad Brambach. Am 24. Mai 2014 wurde um 16:35 Uhr (MESZ) ein Beben mit der Magnitude 3,5 registriert. Am 31. Mai 2014 trat um 12:37 Uhr (MESZ) ein Beben mit der Magnitude 4,2 auf, dem um 12:43 Uhr (MESZ) ein Beben mit der Magnitude 2,9 folgte. Am 4. August 2014 um 01:58 Uhr (MESZ) wurde wiederum ein Beben mit der Magnitude 3,6 registriert.

Dabei war das Beben mit der Magnitude 4,2 das stärkste seit dem Erdbebenschwarm 1985/86. Die Erschütterungen dieser Beben sind von Bewohnern im Vogtland und dem Erzgebirge deutlich gespürt worden. Meldungen kamen auch bis aus dem Raum Leipzig, Chemnitz und Dresden.

Interessanterweise weisen die Beben nicht den typischen Charakter von Schwarmbeben auf, wie er sonst für das Vogtland üblich ist. Bei einem Schwarm treten in dichter zeitlicher Reihenfolge und im gleichen Herdgebiet viele Beben gleich geringer Magnitude auf. Treten einzelne dominante Beben auf, so sprechen sie eher für eine Serie. Die Ursachen dafür müssen noch untersucht werden.

Erdbebenschwarm 2011

Seismogramm  © LfULG

Vom 23. August 2011 bis 22. September 2011 war im Herdgebiet Nový Kostel ein Erdbebenschwarm aktiv. In den ersten Tagen (24.8.2011 bis 26.8.2011) wurde sechs Mal die Magnitude ML = 3,0 auf der Richterskala erreicht oder überschritten. Die maximale Magnitude lag in den Morgenstunden (01:33 Uhr MESZ) des 26. August 2011 bei ML = 3,8. Die Aktivität hielt weiter an und erreichte am 4. September 2011 um 5:52 Uhr (MESZ) wiederum die Magnitude ML = 3,8. Insgesamt traten 13 Erdbeben im Magnitudenbereich 3,0<ML<3,9 und 185 Beben im Bereich 2,0<ML<2,9 auf. Die Erdbebenherde liegen etwa 2 km nördlich des Epizentrums des Erdbebenschwarmes vom Oktober - Dezember 2008 in einer Tiefe von ca. 6,5 bis 8,5 km.

Erdbebenschwarm Oktober - Dezember 2008

Darstellung der Lokalmagnitude und der Anzahl der detektierten Beben über die Zeit  © Universität Leipzig/LfULG

Im Zeitraum vom 6. Oktober 2008 bis 2. November 2008 wurde im Gebiet von Nový Kostel wiederum ein Erdbebenschwarm registriert (vgl. Dreijahresbericht 2007-2009). Die Erdbebenherde lagen räumlich und zeitlich eng beieinander. Es wurden über 8 000 Erdbeben detektiert. Die maximale Magnitude betrug ML = 3,9. Die Besonderheit des Schwarmes war die zeitliche Wanderung der Bebenherde von Südwesten nach Nordosten. Diese zeitliche Wanderung ist an eine Verringerung der Herdtiefe von etwa 10 auf 5 km gekoppelt. Der Schwarm 2008 unterschied sich deutlich vom Schwarm im Jahr 2000. Beim Schwarm 2008 ereigneten sich alle größeren Beben innerhalb eines Monats, während der Schwarm 2000 aus mehreren Phasen vergleichbarer Aktivität bestand, zwischen denen jedoch Ruhephasen bis zu mehreren Wochen stattfanden.

Makroseismik

Makroseismische Auswertung des Bebens vom 28.10.2008  © LfULG

Die stärkeren Erdbeben wurden von der Bevölkerung wahrgenommen und die eingegangenen Meldungen bildeten die Grundlage für die Erstellung einer makroseismischen Intensitätskarte (nach der makroseismischen Intensitätsskala EMS-98 von Grünthal (1998, 2004). Dabei wird die Beobachtung der Wirkung von Erdbeben auf Menschen, Gebäude und Natur berücksichtigt. Die makroseismische Karte stellt die Beobachtungsmeldungen für das Beben vom 28.10.2008 um 9:30 Uhr MEZ (08:30:11 UTC) dar (292 Beobachtungsmeldungen). Den einzelnen Beobachtungsorten wurden Intensitäten zugeordnet, die durch die farbigen Kreise markiert sind. Die Rechtecke sind die Ergebnisse aus dem tschechischen Gebiet von Kollegen des Geophysikalischen Institutes der Akademie der Wissenschaften in Prag. Hier wurden die Intensitäten aus den eingegangenen Meldungen für eine Fläche von ca. 10x10 km berechnet und abgebildet. Nur in unmittelbarer Umgebung des Epizentrums in Nový Kostel/Luby sind Schäden an Gebäuden aufgetreten.

Erdbebenschwarm August bis November 2000

Die Auswertung von insgesamt 10.522 Beben erfolgte nur für die seismische Station Wernitzgrün, die zum damaligen Zeitpunkt die einzige Station in Vogtland war.  © LfULG

Im Herbst 2000 wurde ein weiterer größerer Bebenschwarm im Vogtland beobachtet. Das Epizentrum befand sich nahe der Ortschaft Nový Kostel, ca. 10 Kilometer östlich von Bad Brambach.
Der jüngste Erdbebenschwarm war der stärkste seit 1986 und wurde nur wenig südlich des Erdbebenzentrums von 1985/86 lokalisiert.

Gespürte Intensität des stärksten Bebens vom 06.11.2000 (23:07 Uhr) in Sachsen  © Universität Leipzig/LfULG

Nach einigen kleineren Beben wurde bei dem jüngsten Erdbebenschwarm am 28.08.2000 um 18:31 Uhr MESZ das erste stärkere Einzelbeben mit der Magnitude 1,9 gemessen. Bis zum 10.11.2000 wurden von den Observatorien Collm und Berggießhübel fast 1.500 Einzelereignisse mit Magnituden größer als 0,7 registriert. Nach der Erfassung aller im Vogtland gewonnenen Messdaten wurden insgesamt 10.522 seismische Ereignisse ausgewertet. Die Auswertung erfolgte nur für die seismische Station Wernitzgrün (WERN), die zum damaligen Zeitpunkt die einzige Station im Vogtland war.
Die Spürbarkeit (Intensität) von Erdbeben hängt sowohl von der Stärke (Magnitude) des Einzelbebens als auch von der Entfernung des Beobachters vom Epizentrum des Bebens ab. Außerdem spielen die geologischen Bedingungen des Untergrundes eine bedeutende Rolle. Um die Intensität der Beben flächenmäßig erfassen zu können, ist man auf Beobachtungen und Meldungen aus der Bevölkerung angewiesen.

So können seismische Intensitätskarten erstellt werden. Für den Erdbebenschwarm sind an den Observatorien Collm und Berggießhübel sowie am Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie über 150 Beobachtungen gemeldet worden. Die Abbildung stellt die Wahrnehmungsmeldungen aus Sachsen und die abgeleiteten Intensitäten zum Erdbeben bei Nový Kostel vom 6. November 2000 um 23:07 Uhr zusammen. Die Auswertung der Daten ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und dem Observatorium Collm.

Geodätisches Überwachungsnetz im Vogtländischen Bebengebiet

Verteilung der Stationen des Geodätischen Überwachungsnetzes »Vogtländisches Bebengebiet«  © TU Dresden/LfULG

Für die Untersuchung von Erdbeben ist die zeitliche Veränderung der Geometrie der Erdoberfläche von besonderem Interesse. Daher wurde bereits im Sommer 1994 durch die TU Dresden mit der Anlage eines geodätischen Überwachungsnetzes im oberen Vogtland begonnen.
Dieses Netz erstreckt sich im Norden, beginnend von Falkenstein bis nach Carlsfeld im westlichen Erzgebirge, entlang der Grenze zur Tschechischen Republik über Schönberg im Süden bis nach Eichigt im Westen. Seine Ausdehnung beträgt in Nord-Süd-Richtung etwa 35 Kilometer und in West-Ost-Richtung etwa 30 Kilometer.

Es umfasst 16 Punktgruppen und überdeckt nahezu vollständig den sächsischen Teil der Bebenregion Vogtland/NW-Böhmen. Jede Punktgruppe besteht mindestens aus drei einzelnen, zumeist unterirdischen Messpunkten, um eventuelle lokale Veränderungen eines Punktes sicher erkennen zu können.

Geodätische Punktgruppen bei Auerbach © TU Dresden

Geodätische Punktgruppen bei Auerbach

Seit Aufbau des Netzes wurden bis 2007 insgesamt 6 Messkampagnen durchgeführt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Die Messungen erfolgten sowohl in Zeiten mit geringer seismischer Aktivität (1994-2000) als auch während und nach dem Erdbebenschwarm 2000 mit starker Erdbebentätigkeit.

Zeitliche Verteilung der Erdbeben seit 1990 (SZGRF) und der durch die TU Dresden durchgeführten GPS-Messkampagnen im geodätischen Überwachungsnetz © LfULG

Zeitliche Verteilung der Erdbeben seit 1990 (SZGRF) und der durch die TU Dresden durchgeführten GPS-Messkampagnen im geodätischen Überwachungsnetz

Aus dem Vergleich aufeinanderfolgender GPS-Messkampagnen sind zeitliche Geometrieänderungen der Erdoberfläche ableitbar. Eine Zusammenfassung der korrigierten Werte aller Messkampagnen zeigt, dass die relativen Bewegungen der Punkte im Betrag kleiner als 0,4 mm/Jahr sind. Im Zeitraum von 1994 bis 2007 wurden damit im Untersuchungsgebiet (durch Erdbeben verursachte) Geometrieänderungen von unter 1 cm nachgewiesen, die jedoch nicht gerichtet sind.

Relative Änderung der Position der Horizontalkomponente insgesamt von 1994-2007, Quelle: TU Dresden/LfULG. © TU Dresden/LfULG

Relative Bewegung (pro Jahr) der Punktgruppen des Überwachungsnetzes von 1994-2007

Für eine hohe zeitliche Auflösung eventuell vorhandener Deformationsprozesse ist dieses Netz nur bedingt geeignet, da die einzelnen Messpunkte diskontinuierlich beobachtet wurden.
Um eine rezente Krustendeformationen mit einer hohen zeitlichen Auflösung erfassen zu können, wurden im Jahr 2000 kontinuierliche Messungen an zwei GPS-Permanentstationen durchgeführt. Die beiden südlich von Falkenstein gelegenen Stationen Neustadt und Grünbach registrierten auf einer Basislänge von 2,6 km mögliche Bewegungen in Richtung Nord bzw. Ost und in der Höhe im Bereich weniger Millimeter.

Änderungsraten (Trend) der Nord-, Ost- und Höhenkomponente des Vektors Neustadt – Grünbach im topozentrischen Koordinatensystem © TU Dresden

Änderungsraten (Trend) der Nord-, Ost- und Höhenkomponente des Vektors Neustadt – Grünbach im topozentrischen Koordinatensystem

Weitere Informationen zum geodätischen Überwachungsnetz finden Sie im Zweijahresbericht 2000-2001 und im Dreijahresbericht 2004-2006.

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