Hintergrundinformationen

Die Stärke eines Erdbebens wird mit zwei grundsätzlich verschiedenen Grössen beschrieben. Einerseits ist das die Magnitude, welche ein Mass für die im Herd freigesetzte seismische Energie darstellt und welche aus den Maximalausschlägen der Seismogramme berechnet wird. Sie wurde vor rund 60 Jahren vom Kalifornischen Seismologen C. Richter eingeführt und wird daher als Wert auf der Richter-Skala angegeben. Ein Unterschied einer Magnitudenstufe entspricht etwa einem Faktor 30 in der freigesetzten Energie.

Andererseits reden wir von der Intensität, welche die Auswirkung des Erdbebens auf Mensch, Natur und Gebäude beschreibt. Die Auswirkungen werden entsprechend einer zwölfstufigen Intensitätskala klassifiziert. Zwei der gebräuchlichsten Skalen sind die EMS98- und die Mercalli-Skala. Das Visper Beben von 1855 erreichte eine maximale Intensität von 9, was der Stufe "verwüstend" entspricht. Bei dieser Intensität reagieren die Menschen mit Panik, es entstehen starke Schäden an schwachen Gebäuden sowie Schäden auch an gut gebauten Häusern, unterirdische Rohrleitungen brechen, in der Natur treten Bodenrisse auf und es ereignen sich Bergstürze sowie zahlreiche Erdrutsche. Entsprechend der Herdtiefe und der Beschaffenheit des lokalen Untergrundes können zwei Erdbeben gleicher Magnitude sehr unterschiedliche Intensitäten aufweisen.

Seit ca. 1975 betreibt der Schweizerische Erdbebendienst, SED, an der ETH-Zürich ein hochempfindliches Seismometernetz zur Überwachung der seismischen Aktivität in der Schweiz und in den angrenzenden Gebieten. Dieses Netz besteht aus über die ganze Schweiz verteilten Stationen, deren Signale kontinuierlich an die Auswertezentrale in Zürich übermittelt werden.

Die Erfahrungen aus den vergangenen starken Erdbeben zeigen, dass die stärksten Schäden nicht auf die unmittelbare Nähe des Erdbebenherdes beschränkt sein müssen, sondern dass sie auch in grossen Entfernungen auftreten können. Sowohl 1985 in Mexico City als auch 1989 in San Francisco traten die grössten Schäden in mehreren 100 km Entfernung vom eigentlichen Epizentrum auf. In beiden Fällen führte ein besonders weicher Untergrund zu einer Aufschaukelung der Erdbebenwellen und somit zu einer erheblichen Verstärkung der Erschütterungen. Besonders verheerend sind diese Effekte, wenn die dominierende Schwingungsfrequenz im Untergrund mit derjenigen der Gebäude übereinstimmt. Solche Zustände lassen sich durch geziehlte Baugrunduntersuchungen feststellen und bei der Bemessung und dem Entwurf der Gebäude berücksichtigen. In Kobe 1995 sind Gebäude auf weichem Untergrund entlang ganzer Strassenzüge eingestürzt oder wurden schwer beschädigt, während einige Strassen entfernt die genau gleich konstruierten aber auf festem Untergrund stehenden Gebäude unbeschädigt geblieben sind. Hätte man der unterschiedlichen lokalen Beschaffenheit des Untergrundes bei der Konstruktion Rechnung getragen, wären wesentlich weniger Opfer und wesentlich geringere Schäden zu beklagen gewesen.

Die Auswirkungen eines Erdbebens auf ein Gebäude oder eine Anlage sind nicht nur von der im Herd abgestrahlen Energie (Magnitude) abhängig sondern in besonderem Masse auch von der Beschaffenheit des lokalen Untergrundes. Eine Mikrozonierung dient dazu, die lokalen geologischen und geotechnischen Eigenschaften des Untergrundes zu erfassen und direkt in die zu erwartende Verstärkung oder Abschwächung der Erdbebenerschütterungen umzusetzen. Die Resultate solcher Mikrozonierungsstudien werden in detaillierten Karten dargestellt und erlauben es dem Bauingenieur, die Bauten gezielt im Hinblick auf die zu erwartenden Erdbebeneinwirkungen zu dimensionieren.

In der Schweiz sind Mikrozonierungen z.B. für Basel und für einige Städte der Kantone Waadt und Wallis verfügbar. Die Spektren dieser Mikrozonierungen sind in der Regel über die regionalen Geoviewer abrufbar, z.B. Waadt und Basel.

Das Erdbebenrisiko ergibt sich aus dem Zusammenwirken der Erdbebengefährdung, der Amplifikation der Bodenbewegungen durch den Untergrund, der Verletzbarkeit der menschlichen Infrastruktur und der möglichen daraus entstehenden Verluste. Eine Strohhütte, auch wenn sie in einem seismisch extrem aktiven Gebiet steht, ist kein Risikofaktor. Hingegen stellt ein nicht erdbebensicheres Schulhaus oder eine falsch dimensionierte Industrieanlage auch in einer Gegend schwacher Erdbebenaktivität ein erhebliches Risiko dar.

Die Verletzbarkeit eines Bauwerks bei einem Erdbeben hängt von verschiedensten Faktoren ab. Verletzbar sind zum Beispiel Bauten mit «weichen» Erdgeschossen oder sehr unregelmässigen Tragstrukturen. Weitere Faktoren, die die Verletzbarkeit beeinflussen sind unter anderem die Art der Tragstruktur und des Baumaterials sowie das Alter des Gebäudes (Bemessen für Erdbebeneinwirkung?).

Bildquelle SED.

Weitere Informationen sowie ein Risikorechner finden sich auf der Webseite des SED.

Lawinenwinter wie der 1998/99 sind nicht häufig. Zwischen zwei solchen liegen meist viele Winter mit wesentlich geringeren Personen- und Sachschäden. Andererseits gibt es - zwar noch seltener, aber doch immer wieder - Winter mit noch grösseren Schäden; so waren zum Beispiel 1950/51 in der Schweiz über 70 Lawinentote zu beklagen.

Statistiken erlauben, das mittlere jährliche Risiko abzuschätzen. Dazu tragen die über längere Zeiträume je nach Winter sehr unterschiedlichen Schadenereignisse bei. Das mittlere jährliche Risiko ist ein wichtiges Merkmal auch anderer Naturgefahren, und es kann zu Vergleichen benützt werden.

Naturgefahren treten zeitlich sehr unregelmässig und als unterschiedlich grosse Ereignisse auf. Einen Extremfall bilden die Erdbeben. Grossereignisse sind relativ selten; wenn sie aber auftreten, sind ihre Folgen katastrophal. In der Schweiz gibt es klassische Erdbebengebiete, wie z.B. das Wallis oder die Gegend von Basel, wo sich immer wieder zerstörerische Erdbeben ereignet haben. Aber auch dort erlebt nicht jede Generation ein Schadenbeben. Deshalb ist die Erdbebengefahr im Bewusstsein der Allgemeinheit nur wenig präsent. Neuere Studien weisen jedoch auf ein grosses mittleres jährliches Risiko hin.