Mitglied werden Sponsor werden

Maximalmagnitude von Erdbeben

Erdbebenzonen 1-3 in Deutschland. Quelle: BGR

Die Bestimmung oder Vorhersage einer Maximalmagnitude bei Erdbeben in einer bestimmten Region ist sehr schwierig und im Einzelfall auch unsicher. Dennoch wird eine derartige Angabe vielfach gebraucht, beispielsweise bei der Auslegung von Bauwerken insbesondere beispielsweise Kernkraftwerken. Hier spielt dann sowohl die Maximalmagnitude als auch die Häufigkeit des Auftretens (Wiederkehrzeit) eine Rolle. Deutschland wurde zur Abschätzung dieser Werte in Seismische Zonen eingeteilt: Diese Zonen geben einen ersten Anhalt über die Erdbebengefahr und das Erdbebenrisiko innerhalb einer Zone.

Für eine genauere Abschätzung der Maximalmagnituden sind mehrere Ansätze möglich:

Mögliche Ansätze

1.Die probabilistische (statistische) Methode

Hierbei werden die in der Region registrierten Ereignisse statistisch ausgewertet. Zentral ist die Erarbeitung der Gutenberg-Richer-Beziehung. Diese steilt sich zu hohen Magnituden hin auf und lässt so eine individuelle Abschätzung der Maximalmagnituden zu. 

2. Die deterministische Methode

Hier sind Annahmen über die Struktur des Untergrundes als Eingangsparameter für eine numerische Simulation notwendig. Wesentlich sind hier das Spannungsfeld (Spannungstensor) und die Größe. Lage und Ausbildung von eventuell aktivierbaren Störungszonen. Da sowohl die Eingangsparameter schwer und oft unzureichend zu beschaffen sind, als auch die Simulations-Codes oft unzureichend sind, bedürfen diese Rechnungen der Validierung oder Kalibrierung an gemessenen Bebendaten. Wird der Einfluss der Kalibrierung auf das Endergebnis groß, entartet die deterministische Methode dann auch zu einer statistischen Methode.

3. Die empirische Methode

Insbesondere bei der Induzierten Seismizität hat sich auch eine empirische Methode eingeführt, bei der auf einen empirischen Zusammenhang zwischen der Größe des anthropogenen Einflussbereichs (in der Geothermie Reservoirgröße) und der Maximalamplitude zurückgegriffen wird. Derartige Beziehungen wurden sowohl für Induzierte Seismizität allgemein, als auch speziell für Geothermie erarbeitet. Kritisch ist hier schon die Dimension der ‚Größe’. Vielfach wird der Durchmesser des Einflussbereichs (eindimensional) herangezogen, möglich ist aber auch eine Fläche (zweidimensional) oder ein Volumen (dreidimensional). Diese Dimensionalität ist wohl auch bei verschiedenen Geothermieprojekten unterschiedlich.

Literatur

Schwarz und Grünthal (2005): Bauten in deutschen Erdbebengebieten – zur Einführung DIN 4149

Zuletzt geändert Januar 2020