20.07.2005 · Neue seismische Analysemethoden offenbaren ein höheres Erdbebenrisiko für die japanische Hauptstadt als vermutet. Die Erdplatten liegen nicht 40, sondern nur 25 Kilometer unter der Stadt.
Von Horst Rademacher
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So hoch wie die Wolkenkratzer: Das Erdbeben-Risiko in Tokio
Das Erdbebenrisiko im Großraum Tokio ist höher als vermutet. Zu diesem Schluß ist eine internationale Gruppe von Geowissenschaftlern nach einer gründlichen Untersuchung des tiefen Untergrundes der japanischen Hauptstadt gelangt, in deren Einzugsbereich etwa 33 Millionen Menschen leben.
Den Ergebnissen der Studie zufolge verlaufen einige wichtige Erdbebenverwerfungen wesentlich flacher unter der Stadt, als man bislang angenommen hat.
Tokio und sein Umland wurden in den vergangenen dreihundert Jahren mehrmals von besonders schweren Erdbeben heimgesucht. Die größte dieser Katastrophen hat sich im Jahre 1923 ereignet, als mehr als 100.000 Menschen in der Folge des sogenannten Kanto-Bebens gestorben sind.
Schwere Beben an den Oberkanten der Platten
Die Ursache für die hohe Gefährdung ist die im geologischen Sinne markante Lage der Stadt. Unter Tokio treffen nämlich drei der zwölf großen Erdkrustenplatten zusammen. Von Osten kommend schiebt sich unter der Insel Honshu die pazifische unter die eurasische Platte.
Gleichzeitig quetscht sich von Südwesten her, der Izu-Halbinsel folgend, ein Zipfel der philippinischen Platte unter den Kontinent. Aufgrund der Überwachung der häufig auftretenden kleineren Erdbeben vermuten die Wissenschaftler, daß sich die schweren Beben jeweils an der Oberkante der unter der Stadt in den Erdmantel tauchenden Platten ereignen.
Simulation mit künstlichen Schwingungen
In dicht besiedelten Gebieten ist es allerdings schwierig, die Lage einer solchen Zone zu vermessen. Um sich ein genaues Bild von den Verhältnissen im Untergrund machen zu können, greifen die Geowissenschaftler auf Meßverfahren zurück, die zur Suche nach Erdöllagerstätten entwickelt wurden.
Dabei wird der Erdboden künstlich in Schwingungen versetzt. Diese Schwingungen regen wiederum seismische Wellen an, die an den Schichtgrenzen im Untergrund reflektiert werden. Aus der Aufzeichnung der Wellen und ihrer Echos mit einem dichten Netz von Seismometern läßt sich ein dreidimensionales Bild des Untergrundes gewinnen.
Wellen werden durch Rüttelfahrzeuge ausgelöst
Bei der Erdölsuche werden die seismischen Wellen in den meisten Fällen durch die Detonationen von Sprengladungen erzeugt. Jede Explosion wirkt dabei wie ein kleines Erdbeben. In besiedelten Gebieten verbietet sich die Verwendung von Sprengstoff. Die Schwingungen werden dort durch schwere Rüttelfahrzeuge hervorgerufen, die mit synchronisierten "Hüpfern" den Erdboden erschüttern.
Die dabei entstehenden seismischen Wellen sind in der Regel schwächer als die von einer Explosion ausgelösten Schwingungen. Hinzu kommt, daß in einer Großstadt der Boden ohnehin ständig wackelt, weil sich Lastwagen, Straßenbahnen und Züge über ihn hinwegbewegen und in Fabriken rotierende Maschinen auf Betonfundamente im Boden gelagert sind. Es erfordert deshalb ausgefeilte numerische Verfahren, schwache seismische Signale aus dem Störpegel herauszufiltern.
Mit einem geeigneten Filterprogramm hat die Wissenschaftlergruppe um Hiroshi Sato vom japanischen Forschungsinstitut für Erdbeben einen beachtlichen Erfolg erzielt. Wie sie jetzt in der Zeitschrift "Science" schreibt, hat sie vier bis zu zweihundert Kilometer lange geophysikalische Meßlinien durch den Großraum Tokio gelegt.
Bebenherde nur 25 Kilometer tief
Mit den reflexionsseismischen Profilen lieferten die künstlich erzeugten seismischen Wellen ein Bild des Untergrundes bis in dreißig Kilometer Tiefe. Dabei zeigte sich, daß die philippinische Platte in diesem Gebiet wesentlich flacher in den Erdmantel taucht als erwartet. In Küstennähe liegt ihre Oberkante nur vier Kilometer unter der Erdoberfläche. Unmittelbar unter der Innenstadt Tokios verläuft sie in 25 Kilometer Tiefe.
Die Auswirkungen eines Erdbebens auf Bauwerke an der Erdoberfläche hängen nicht zuletzt von der Tiefe des Bebenherdes ab. Bisher hatte man geglaubt, daß sich die stärkeren Beben unter Tokio in vierzig Kilometer Tiefe ereignen. Weil sich ihre Herde nach den jüngsten Ergebnissen rund fünfzehn Kilometer näher am Stadtkern befinden, ist mit wesentlich stärkeren Schwingungen und damit auch größeren Schäden zu rechnen.
