«Sind alle aus dem Tunnel?» fragt Projektkoordinator Men-Andrin Meier Sekunden vor dem Start des Experiments. Die Anspannung in der Kommandozentrale an der ETH Zürich ist gross. Ein gutes Dutzend Personen tummeln sich zwischen Computern und Bildschirmen. Eine Checkliste wird durchgegangen, «Tunnel clear» tönt es aus dem Lautsprecher. Dann geht’s los.
In Zürich werden Knöpfe gedrückt – im Gotthard soll die Erde beben und das Ereignis dann akribisch analysiert werden. Wie bitte soll das gehen? Das erklärt Men-Andrin Meier einige Tage vor dem eigentlichen Start.
Kernstück Störzone
Und zwar eineinhalb Kilometer unter die Erdoberfläche, im Bedrettotunnel. Dort ist das «Bedretto-Lab», das Untergrundlabor für Geothermie- und Erdbebenforschung der ETH Zürich. Es ist das Kernstück des Experiments: die «Störzone» – ein Bruch im Gestein. Hier haben sich schon einmal Gesteinsschichten gegeneinander verschoben.
«Diese Zone wollen wir aktivieren und ein Erdbeben mit Magnitude 1 auslösen», so Men-Andrin Meier. Magnitude 1. Das ist weit von dem entfernt, was man an der Oberfläche spüren könnte.
Trotzdem: Aus kleinen Beben will man grosse Lehren ziehen. Denn «egal wie gross ein Beben ist, es hat auch mal klein angefangen. Und Forschung zeigt, dass die grössten Beben gleich anfangen wie die kleinen. Der einzige Unterschied: Grosse Beben stoppen nicht.»
- Magnitude 1
Nicht spürbar - Magnitude 2.5
In der Nähe des Epizentrums spürbar - Magnitude 5
Deutlich spürbar, kleinere Schäden möglich - Magnitude 7
Starkes Beben, schwere Schäden möglich
Die Magnitudenskalen sind logarithmisch aufgebaut, das heisst: Ein Beben der Stärke 6 ist etwa zehn Mal stärker in der Bodenbewegung, als eines der Stärke 5.
Die Skala hat keinen «natürlichen» Nullpunkt. Magnitude 0 bedeutet nicht kein Beben, sondern eine bestimmte, kleine Ausschlaghöhe auf einem standardisierten Seismografen. Das heisst: Bei Mikro-Beben, also sehr, sehr kleinen Beben, liegt die Ausschlaghöhe bei unter Magnitude 0. Sie haben Minus-Magnituden.
Aktiviert wird die Bruchzone, indem Wasser in sie eingepumpt wird. Das soll wie ein Schmiermittel wirken. Damit die Gesteinsschichten leichter der Spannung nachgeben und sich verschieben – und so Mini-Erdbeben stattfinden können.
Es wurde sogar ein zusätzlicher Tunnel gegraben. 110 Meter ist er lang, und aus ihm reichen Bohrlöcher direkt in die Störzone. Darin verlegt sind Wasserpumpen und hochempfindliche Sensoren, sagt Mathilde Wimez vom Forschungsteam. «Dank der rund 200 Sensoren bestimmen wir auf den Zentimeter genau, wo das Erdbeben stattfindet. Da sind wir schon stolz drauf.»
Bewegung, Temperatur, Druck, die chemische Zusammensetzung des Wassers und so weiter: 20 verschiedene Parameter messen ungefähr 200 Sensoren. So soll verstanden werden, was vor, während und nach einem Erdbeben passiert.
Sieben Jahre Vorbereitung, 70 Menschen involviert
Der Aufwand war und ist also gross. Und jetzt, wo es endlich losgeht, ist niemand mehr im Tunnel – aus Sicherheitsgründen. Alles läuft ferngesteuert ab, aus der Kommandozentrale an der ETH Zürich.
Dort wird die Stimmung schon bald entspannter, denn alles scheint zu klappen. Die Wasserpumpen arbeiten, erreichen den gewünschten Druck. Die Signale der Sensoren kommen auf den Bildschirmen und Servern in Zürich an. Und: viele Mikro-Beben werden aktiviert – genau dort, wo man es erhofft hatte.
Wenige Stunden nach dem Start zählt das Team hunderte Mikro-Beben mit Magnituden im Minusbereich. Doch das «grosse» Magnitude-1-Beben bleibt vorerst noch aus. Bis zu zehn Tage will das Team versuchen, eines auszulösen. Nach drei Tagen läuft aber nicht mehr alles nach Plan. Die Mikro-Beben wandern – in eine Region, die nicht gut mit Sensoren abgedeckt ist. Deshalb beendet das Team das Experiment.
Das bei diesem Versuch stärkste gemessene Beben hatte nur Magnitude minus 0.14. Trotzdem sind alle begeistert. Schon jetzt habe man wertvolle Daten gesammelt, und: «Wir haben viel gelernt und denken, wir schaffen es beim nächsten Mal», so Men-Andrin Meier. Das wird im Juni oder September sein.
