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Aufgestaute Spannungen : Akute Erdbebengefahr am Bosporus

  • -Aktualisiert am

Istanbul: Die Wirtschaft der Türkei steckt in einer Krise. Bild: dpa

Lange wurde das Erdbebenrisiko am Bosporus unterschätzt. Akustische Messungen im Marmarameer bestätigen aufgestaute tektonische Spannungen zwischen der eurasischen und anatolischen Platte. Bei einem Beben wäre vor allem Istanbul betroffen.

          Wie groß die Erdbebengefahr in einem seismisch aktiven Gebiet tatsächlich ist, hängt ganz wesentlich vom Zustand der geologischen Verwerfungen in dieser Region ab. Bewegen sich die Flanken dieser Störungszonen kontinuierlich zueinander, kommt es zum sogenannten „aseismischen Kriechen“. Dabei werden die tektonischen Spannungen dauernd abgebaut, aber große Erdbeben bleiben aus. Sind die Flanken dagegen ineinander verhakt und bewegen sich nicht, bauen sich die mechanischen Spannungen im Gestein immer weiter auf. Schwere Erdbeben sind die Folge, wenn diese Kräfte plötzlich das Gestein brechen.

          An Land lassen sich die kleinen Bewegungen entlang der Verwerfungen mit modernen geodätischen GPS-Empfängern mit Genauigkeiten von wenigen Zentimetern direkt messen. Liegen die Verwerfungen aber unter Wasser im Meer, sind satellitengestützte Messungen unmöglich, weil die von den Satelliten ausgesandten Radiosignale vom Meerwasser verschluckt werden. Einen Ausweg bietet nun ein akustisches Verfahren, das ursprünglich von der Ölindustrie entwickelt wurde. Damit hat eine internationale Forschergruppe unter Leitung von Dietrich Lange und Heidrun Kopp vom Geomar-Forschungszentrum in Kiel die Bewegungen entlang der Nordanatolischen Verwerfung im Marmarameer untersucht. Das Ergebnis: Die Erdbebengefahr ist für die nahe gelegene türkische Großstadt Istanbul offenbar erheblich größer, als man bisher angenommen hat.

          Erdbebenherde wandern westwärts

          Die Nordanatolische Verwerfung ist ohne Zweifel die gefährlichste Quelle von Erdbeben im südöstlichsten Europa und Kleinasien. In den vergangenen achtzig Jahren gab es entlang dieser Grenze zwischen der anatolischen und der eurasischen Erdkrustenplatte mindestens zehn schwere Erdbeben, bei denen Menschen ums Leben kamen. Das bisher letzte zerstörerische Beben trat dort im Jahr 1999 unter der Stadt Izmit auf. Bei dem Tremor mit einer Magnitude von 7,4 starben 17.000 Menschen, und mehr als 120.000 Häuser wurden zerstört.

          Eine Tripode wird ins Wasser gelassen. Dieser akustische Sensor registriert die seismischen Spannungen auch am Meeresgrund.

          Im Laufe der Jahrzehnte sind die Herde dieser Erdbeben immer weiter entlang der Verwerfung nach Westen gewandert. Deshalb wird seit längerem vermutet, dass sich als Nächstes die in der Verwerfung aufgestaute Spannung in einem schweren Beben im Segment südlich von Istanbul entladen könnte – mit schweren Folgen für die bevölkerungsreichste türkische Stadt. Weil dieser Teil der Verwerfung nicht an Land, sondern durch das nördliche Marmarameer verläuft, waren bislang keine geodätischen Messungen möglich, aus denen die aktuelle Bebengefahr hätte berechnet werden können.

          Die tektonischen Spannungen steigen

          Um dennoch die möglichen Verschiebungen entlang des submarinen Teils der Verwerfung südlich von Istanbul messen zu können, hatten die Forscher vom Geomar unter Mitwirkung französischer und türkischer Geologen vor fünf Jahren auf dem 800 Meter tiefen Grund des Marmarameeres zehn neuartige, autonom arbeitende Sensoren installiert. Diese Geräte bestehen aus Ultraschallsendern und -Empfängern, die regelmäßig kurze Signale aussenden.

          Aus den Laufzeiten der Ultraschallpulse lassen sich dann die jeweiligen Abstände zwischen den Messgeräten bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen. Dazu muss allerdings die Schallgeschwindigkeit im Wasser berücksichtigt werden. Sie ist hauptsächlich von der Wassertemperatur, aber auch von anderen messbaren Parametern wie der Dichte oder dem Salzgehalt abhängig, die ebenfalls präzise ermittelt werden müssen.

          Entlang der Nordanatolischen Verwerfung schieben sich die anatolische und die eurasische Erdplatte aneinander vorbei (gelbe Linien).

          Wie die Forscher um Lange jetzt in der Zeitschrift „Nature Communications“ schreiben, haben sie in den zurückliegenden drei Jahren mehr als 650.000 Abstandsmessungen ausgeführt. Die Auswertung der Daten ergab, dass sich die beiden Flanken der Verwerfung während der Messungen kaum messbar gegeneinander verschoben haben. Daraus schließen die Forscher, dass die Flanken der Erdbebenverwerfung tatsächlich ineinander verhakt sind und sich in dieser Region allmählich eine bedrohliche tektonische Spannung aufbaut. Diese ist mittlerweile erheblich, denn das letzte aus diesem Segment der Verwerfung bekannte Beben fand im Jahre 1766 statt.

          Legt man die von Messungen an Land bekannten typischen Verschiebungsraten entlang der Nordanatolischen Verwerfung zugrunde, reicht diese Spannung inzwischen dazu aus, ein Erdbeben mit einer Magnitude von mindestens 7,4 zu erzeugen. Erschütterungen dieser Stärke hätten schwere Folgen für die türkische Großstadt. Allerdings erlaubt die neue Messmethode den Forschern nicht vorherzusagen, wann sich dieses schwere Beben ereignen wird.

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