Hintergrundinformationen

Heutige Folgen einer Wiederholung vergangener Erdbeben in der Schweiz

Der Schweizerische Pool für Erdbebenversicherung hat eine Studie in Auftrag gegeben, um die zu erwartenden Gebäudeschäden abzuschätzen, wenn sich vergangene Erdbeben in der Schweiz heute wiederholen würden.

JahrOrtGebäudeschäden
(Mio. CHF)
1356Basel13100 - 47100
1601Nidwalden760 - 8950
1720Bregenz300 - 1440
1774Altdorf450 - 3100
1855Vispertal580 - 8720
1881Bern280 - 1250
1946Rawil430 - 1900


Die Spannweite der Schadensummen entspricht dem Unterschied zwischen einer optimistischen und einer konservativen Schätzung und umfasst nur die Gebäudeschäden, ohne die Verluste von anderen Sachwerten und ohne die wirtschaftlichen Folgekosten.

(Quelle: "Erdbebenszenarien Schweiz", Kurzfassung des Untersuchungsberichtes von W. Schaad, Schweizerische Rückversicherung, im Auftrag des Schweizerischen Pools für Erdbebenversicherung.)

    Erdbebenzonen der Schweiz

    Die Schweiz ist geografisch in fünf verschiedene Erdbebenzonen eingeteilt. Das Mittelland zwischen dem Genfersee und dem Bodensee weist eine relativ geringe Erdbebengefährdung auf (Zonen 1a und 1b). Das Berner Oberland, Teile der Innerschweiz, das St. Galler Rheintal sowie das Engadin sind stärker gefährdet (Zone 2), und in Basel und im Wallis ist die Wahrscheinlichkeit von starken Erdbeben erheblich (Zonen 3a und 3b). Die örtlichen geologischen Verhältnisse können allerdings zu lokalen Unterschieden in der Erdbebengefährdung führen, die so bedeutend sind wie die Unterschiede zwischen den einzelnen Zonen. Auch in Zone 1 gibt es daher zahlreiche Gebiete mit erhöhter Erdbebengefährdung.


    Erdbebenmagnitude - Erdbebenintensität

    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.


    Erdbebengefährdung - Erdbebenrisiko

    Wo kleine Beben vorkommen, treten über kurz oder lang auch grössere Erdbeben auf. Diese weltweit gültige Beobachtung leitet sich von der Tatsache ab, dass die Erdkruste von einer Vielzahl von Brüchen und Störungen aller Grössenordnungen, vom Mikroriss bis zur mehreren 100 km langen Verwerfung, durchzogen ist. Das gesetzmässige Verhältnis von schwachen zu starken Erdbeben ist eine direkte Folge des Verhältnisses von kleinen zu grossen Brüchen in der Erdkruste. Diese Gesetzmässigkeit erlaubt uns, aus der statistischen Verteilung schwacher Erdbeben die Wahrscheinlichkeit des Auftretens starker Beben und somit die Erdbebengefährdung in einem bestimmten Gebiet zu berechnen.

    Das Erdbebenrisiko ergibt sich erst aus dem Zusammenwirken der Erdbebengefährdung, der Verletzlichkeit 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 vom Schweizerischen Erdbebendienst SED 2015 publizierte Gefährdung der Schweiz.


    Erdbebenmessnetze in der Schweiz

    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.

    Um die hohe Empfindlichkeit zu gewährleisten, stehen die Seismometer des Überwachungsnetzes an abgelegenen Orten auf festem Fels. Daher können die entsprechenden Daten nur wenig über die zu erwartenden Erschütterungen in den besiedelten Gebieten, wo die gefährdeten Bauwerke stehen, aussagen. Zur direkten Erfassung dieser für das Erdbebeningenieurwesen relevanten Daten betreibt der Schweizerische Erdbebendienst seit einigen Jahren ein landesweites Netz von Starkbebenmessgeräten, die die Beschleunigungen von Erdbeben, welche auch von der Bevölkerung gespürt werden, aufzeichnen.

    Zusätzlich zum Freifeld-Messgerätenetz sind mehrere grosse Stauanlagen in den Schweizer Alpen mit Beschleunigungsmessgeräten ausgerüstet. Diese Talsperren-Messgerätenetze liefern wichtige Daten über die Freifeldbewegungen, die effektiven Bewegungen bei den Widerlagern und die dynamischen Antworten der Talsperren. Aus der Analyse dieser Daten lassen sich die dynamischen Eigenschaften der Bauwerke ableiten (Eigenfrequenzen, modale Verformung, Energiedissipation). Ausserdem sind als Teil der Sicherheitsauflagen auch alle Kernkraftwerke der Schweiz mit eigenen Beschleunigungsmessgeräten ausgerüstet.

    Die Webseite des SED gibt weitere Informationen zur Funktion seiner diversen Messnetze.


    Ungünstiger Untergrund verschärft die Erdbebengefahr

    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.


    Mikrozonierung

    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 einigen Städten der Kantone Waadt und Wallis verfügbar.


    Verletzbarkeit eines Bauwerks

    Die «Verletzbarkeit» eines Bauwerks bei einem Erdbeben hängt von verschiedensten Faktoren ab. Besonders verletzbar sind zum Beispiel jene Bauten, welche ein «weiches» Erdgeschoss aufweisen. Ein weiches Erdgeschoss erkennt man vereinfacht gesagt an auffallend grossen Räumen (Beispielsweise bei Supermärkten oder Parkierflächen). Damit diese grossen Räume möglich sind, werden im Vergleich zu den oberen Stockwerken Wände weggelassen und durch dünne Stützen ersetzt. Wenn diese nicht in der Lage sind, die vorwiegend in horizontaler Richtung wirkenden Erdbebenkräfte auszuhalten, knickt das Gebäude auf den schwachen Stützen ein wie auf weichen Knien.

    Andere, meist sehr verletzbare und deshalb für Benützer gefährliche Bauten sind Gebäude mit Tragwänden aus unbewehrtem Mauerwerk. Mauerwerk ist zwar bauphysikalisch, das heisst beispielsweise bezüglich Wärmedämmung oder Behaglichkeit, ein hervorragender Baustoff. Aus der Sicht der Erdbebensicherheit ist unverstärktes Mauerwerk jedoch bedenklich. Aus diesem Grund wäre es wichtig, in gewissen Mauerwerksbauten horizontal kurze Stahlbeton-Tragwände einzubauen - und zwar über die ganze Gebäudehöhe. In der Schweiz gibt es zahlreiche, möglicherweise gefährliche Mauerwerksbauten, die dringend überprüft und wenn nötig saniert, das heisst auf Erdbebensicherheit getrimmt werden sollten.

    Bauingenieure und Architekten, welche Gebäude systematisch auf Erdbebenrisiken untersuchen, benützen ein neu entwickeltes Verfahren, das eine rasche und effiziente Beurteilung erlaubt. Es berücksichtigt wichtige Merkmale der Gebäudeart sowie der Tragstruktur, des Bodens und der seismischen Gefährdung (Erdbebenzone). Bei dieser Analyse achten sie auf verschiedenste Faktoren, welche für die Verletzbarkeit des Gebäudes bestimmend sind: Angewandte Baunormen (Alter), Baugrund, Fundation, konzeptionelle Ausbildung im Grundriss, Aussteifungsart und Ausbildung über die Höhe, Bauweise und plastische Verformbarkeit, Steifigkeit der nichttragenden Zwischenwände und Fassadenbauteile relativ zum Tragwerk, usw.


    Risiken aus Naturgefahren

    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.