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Erdbebenforschung ist, nicht zuletzt durch das Tohoku-Erdbeben von 2011 und die darauf folgende Havarie des Kernkraftwerks Fukushima I, ein aktuelles Thema. Die Langzeitvorhersage - das heißt die statistische Vorhersage eines Erdbebens in einer Region in Dutzenden bis Hunderten von Jahren - ist dabei nicht das Problem: Erdbeben treten zum allergrößten Teil an den Grenzen der Kontinentalplatten auf. Die Kurzzeitprognose, also die Vorhersage eines Erdbebens einige Tage bis wenige Wochen vor dem Ereignis, ist dagegen ein immernoch ungelöstes Problem. Einige Wissenschaftler sind sogar der Meinung, dass seismische Ereignisse das Ergebnis chaotischer Prozesse und daher prinzipiell nicht vorhersagbar sind. Diese Ansicht ist allerdings nicht allgemein akzeptiert und so werden bereits seit Jahrzehnten eine Vielzahl von Anstrengungen unternommen, um die Kurzzeitvorhersage zumindest 2-3 Tage vor dem Ereignis in einer Region von 50-100 km Ausdehnung zu ermöglichen. Eine dieser Methoden basiert auf der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen seismischen und ionosphärischen Phänomenen. Erste Hinweise auf das Vorhandensein der Kopplung zwischen Lithosphäre (also dem Erdinneren) und Ionosphäre werden bereits seit dem Alaska-Erdbeben von 1964 (Magnitude 9,2) beobachtet. Seit 1985 untersucht man gezielt Verschmierungen von Radarbildern und Ionogrammen (so genannte E-spread-Effekte), die infolge von E-Schicht-Turbulenzen vor Erdbeben auftreten. Die Untersuchung dieser und weiterer Effekte kann bodengebunden, beispielsweise durch den Empfang und die Auswertung von an der Ionosphäre reflektierten Signalen durch ein Empfängernetzwerk wie INFREP (International Network for Frontier Research on Earthquake Precursors), oder aus dem Orbit (mithilfe des DEMETER-Satelliten (8/2004-12/2010) und den drei Satelliten von SWARM (Start 17.7.12)) erfolgen. Ein Vergleich von Signalstrecken, die über seismisch aktives Gebiet führen, mit seismisch "ruhigen" Strecken kann zur Untersuchung des Einflusses von Erdbeben auf die Ionosphäre dienen. Unsere Arbeitsgruppe ist ein Mitglied von INFREP, wir betreiben eine Empfangsstation (VADar - VLF Antenna Darmstadt) und engagieren uns in der Datenauswertung und der Theorie. Die Unterstützung der Erdbebenvorhersage auf der Basis der Lithosphären-Atmosphären-Ionosphären-Kopplung ist noch am Anfang: es existiert keine befriedigende Theorie dieser Kopplung, und man weiß noch nicht, ob und wie man seismo-elektrische Phänomene für Erdbebenwarnsysteme nutzen kann. Es lässt sich aber jetzt schon abschätzen, dass ein etwaiges zukünftiges Erdbeben-Warnsystem nicht auf dieser Methode allein beruhen kann, sondern dass durch die Kombination verschiedenartiger Erdbebenvorboten ein möglichst hohes Niveau an Vorhersagegenauigkeit anzustreben ist.

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Technische Universität Darmstadt

Dr. habil. Claudia-Veronika Meister

+49 6151 16-2920
+49 6151 16-4321

Institut für Kernphysik

S2|14 117
Schlossgartenstraße 9
64289 Darmstadt

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