Bedretto Lab: Induzierte Mikroerdbeben zur Erforschung von Verwerfungen

Kontext

Kurz gesagt

• Forscher der ETH Zürich lösten Mikroerdbeben im Val Bedretto aus
• Ziel: Das Verhalten von tektonischen Verwerfungen untersuchen
• Experiment dauerte vom 22. April bis 27. April 2026

Wichtige Fakten

• Was: Auslösen von Mikroerdbeben zur Untersuchung von Verwerfungen
• Wann: Vom 22. April bis 27. April 2026
• Wo: Val Bedretto, Tessin
• Wer: Team der ETH Zürich und der Universität Münster
• Magnitude: Maximale erreichte Magnitude: 0,14

Im Herzen der Alpen, unter eineinhalb Kilometern Fels, löste ein Team der ETH Zürich und der Universität Münster tausende Mikroerdbeben aus. Das Experiment begann am 22. April und endete letzten Samstag. Das Ziel war es, ein Erdbeben der Magnitude 1 zu erzeugen, es blieb jedoch bei 0,14. Doch mit welchem Ziel? „Wir wollen verstehen, wie sich Verwerfungen bewegen: Wann ein Erdbeben beginnt oder beschließt, größer zu werden, wann es sich entscheidet, aufzuhören. Welche Bedingungen führen dazu, dass sich die Erde auf eine bestimmte Weise bewegt“, antwortet Domenico Giardini, Professor für Seismologie an der ETH Zürich und Direktor des Bedretto Lab, dem unterirdischen Labor, das in einem alten Umgehungstunnel eingerichtet wurde, der für den Bau des Furka-Eisenbahntunnels genutzt wurde, dem sogenannten Bedretto-Fenster. Vier Tage lang injizierte sein Team Wasser unter Druck in einige tektonische Verwerfungen der Alpen. „Wir“, präzisiert Giardini, „arbeiten nicht an Verwerfungen mit bekannter historischer Seismizität, denn diese Verwerfungen sollten in Ruhe gelassen werden“. Es werden also Verwerfungen in einer Tiefe von eineinhalb bis zwei Kilometern unter den Bergen ausgewählt. Man geht vor, erklärt der Experte mit einem Vergleich, wie man es zu Hause tun würde, wenn man „ein mit Büchern beladenes Regal verschieben muss“. Wenn es zu schwer ist, gibt es zwei Möglichkeiten: „die Bücher entfernen“ oder „etwas darunterlegen“, damit das Regal „besser gleitet“. In die Verwerfung wird also Wasser unter hohem Druck injiziert, „um sie in Bewegung zu setzen“. Dabei handelt es sich um Verwerfungen, die sich ohnehin bewegt hätten und die durch Sensoren beobachtet werden. Das erklärte Ziel war es, schrittweise immer stärkere Mikroerdbeben zu erzeugen, bis eine Magnitude von eins erreicht wird. Man hat früher aufgehört, aber das nimmt den Ergebnissen nichts von ihrer Zufriedenstellendheit. Was man festgestellt hat, fährt Giardini fort, „ist, dass nicht nur eine Verwerfung aktiv wird, sondern mehrere“. Dabei handelt es sich um Phänomene, die normalerweise an der Oberfläche untersucht werden, während hier aktiv in der Tiefe vorgegangen wird. Bisher „haben wir die Ziele erreicht, die wir uns gesetzt hatten“: Das heißt, „der Teil der Verwerfung, auf dem wir Sensoren hatten, auf dem wir Injektionspunkte hatten, wurde bewegt“. Und man hat gesehen, wo „neue Bohrlöcher gemacht werden müssen, um Wasser weiter in der Verwerfung zu injizieren und sie für einen zweiten Teil in Bewegung zu setzen“. Das Ziel bleibt immer dasselbe: eine Magnitude von eins zu erreichen: eine seismische Intensität, die für diejenigen, die sich an der Oberfläche befinden, nicht wahrnehmbar ist, aber für die Experimente bedeutend ist. „Wenn wir in der Lage sind, Ereignisse einer bestimmten Magnitude wiederholt zu erzeugen“, kann man auch „verstehen, wie man sie nicht erzeugt. Das ist relevant, weil die gesamte Industrie, die im Untergrund arbeitet, „von der Tunnelbau bis zur Tiefengeothermie, das Problem der induzierten Seismizität hat“. Wenn man also versteht, wie man Erdbeben einer bestimmten Größe erzeugen kann, versteht man auch, wie man sie nicht erzeugt. Es ist also kein Zufall, dass das Interesse am Bedretto Lab und seinen Experimenten groß ist; auch weil es das wichtigste Labor dieser Art weltweit ist.

Auswirkungen auf die Industrie

Die Auswirkungen der Experimente, die im Bedretto Lab durchgeführt wurden, sind für die gesamte Industrie, die im Untergrund tätig ist, von großer Bedeutung. Das Verständnis, wie sich Verwerfungen bewegen und wie Mikroerdbeben induziert werden können, ist entscheidend für den Tunnelbau, den Bergbau und die Tiefengeothermie. Diese Sektoren müssen das Problem der induzierten Seismizität bewältigen, also Erdbeben, die durch menschliche Aktivitäten verursacht werden. Zu verstehen, wie man größere Erdbeben vermeidet, ist grundlegend für die Sicherheit und Nachhaltigkeit dieser Aktivitäten.

Operative Details

Verfahren und Methodik

Das im Bedretto Lab durchgeführte Experiment folgte einem klar definierten Verfahren. Das Forschungsteam injizierte Wasser unter hohem Druck in ausgewählte tektonische Verwerfungen in einer Tiefe von etwa eineinhalb bis zwei Kilometern unter den Bergen. Dieser Prozess wurde durch Sensoren überwacht, die die Bewegung der Verwerfungen aufzeichneten. Das Ziel war es, schrittweise stärkere Mikroerdbeben zu erzeugen, bis eine Magnitude von eins erreicht wurde. Allerdings wurde das Experiment bei einer Magnitude von 0,14 gestoppt, aber die erzielten Ergebnisse werden dennoch als zufriedenstellend angesehen.

Zukunftsszenarien

Die im Bedretto Lab erzielten Ergebnisse ebnen den Weg für neue Forschungsszenarien und praktische Anwendungen. Das Verständnis des Verhaltens von Verwerfungen und der induzierten Seismizität kann zu bedeutenden Fortschritten im Bereich der tiefen Geothermie und des Tunnelbaus führen. Darüber hinaus kann die Fähigkeit, Mikroerdbeben vorherzusagen und zu kontrollieren, die Sicherheit von unterirdischen Operationen verbessern und die mit der induzierten Seismizität verbundenen Risiken verringern.

Vergleich mit der vorherigen Situation

Bevor diese Experimente durchgeführt wurden, war das Verständnis des Verhaltens von Verwerfungen und der induzierten Seismizität begrenzt. Die Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf oberflächliche Phänomene, während im Bedretto Lab aktiv in der Tiefe gearbeitet wurde. Dieser innovative Ansatz ermöglichte es, genauere Daten zu erhalten und genauere Modelle zu entwickeln, um induzierte Erdbeben vorherzusagen und zu kontrollieren.

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Wichtige Punkte

Konkrete Maßnahmen für Grenzgänger

Die Grenzgänger, die im Bau- oder Geothermie-Sektor im Tessin arbeiten, können von den Ergebnissen der Experimente profitieren, die im Bedretto Lab durchgeführt wurden. Das Verständnis der induzierten Seismizität und der tektonischen Verwerfungen kann die Sicherheit und Effizienz von unterirdischen Operationen verbessern. Darüber hinaus kann die Fähigkeit, Mikroerdbeben vorherzusagen und zu kontrollieren, die Risiken für die Arbeiter und die lokalen Gemeinden reduzieren.

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Identifizierung der Verwerfungen: Wählen Sie tektonische Verwerfungen in einer Tiefe von etwa eineinhalb oder zwei Kilometern unter den Bergen aus. 2. Installation der Sensoren: Platzieren Sie Sensoren, um die Bewegung der Verwerfungen zu überwachen. 3. Injektion von Wasser: Injizieren Sie Wasser unter hohem Druck in die ausgewählten Verwerfungen, um Mikroerdbeben auszulösen. 4. Überwachung und Analyse: Erfassen und analysieren Sie die erhaltenen Daten, um das Verhalten der Verwerfungen zu verstehen. 5. Praktische Anwendung: Verwenden Sie die erhaltenen Ergebnisse, um die Sicherheit und Effizienz von unterirdischen Operationen zu verbessern.

Nützliche Werkzeuge

Um die praktischen Implikationen der im Bedretto Lab durchgeführten Experimente zu vertiefen, können Grenzgänger Werkzeuge wie den Erdbebenrisiko-Rechner und den Vergleich von Versicherungen verwenden. Diese Werkzeuge können helfen, die mit der induzierten Seismizität verbundenen Risiken zu bewerten und die besten Lösungen für ihre jeweilige Situation zu finden.

Letzter CTA

Für weitere Informationen und um nützliche Werkzeuge zu verwenden, besuchen Sie den Erdbebenrisiko-Rechner und den Vergleich von Versicherungen.

Quelle: rsi.ch