Manche Erdbeben "kündigen" sich an: Etwa im Mai 1960, in Chile, als Geophysiker sechs Tage vor einem Beben der Stärke 8,3 elektromagnetische Turbulenzen in der Atmosphäre messen konnten. Auch 1964 gab es vor einem schweren Erdbeben in Alaska in der Ionosphäre Turbulenzen. Vor anderen Beben ist von gestörtem Radioempfang berichtet worden. Anscheinend gibt es einen Zusammenhang zwischen diesen atmosphärischen Phänomenen und den Beben. Livio Conti von der Università Roma III:
"Wir haben vom Boden und von Satelliten aus bis zu einer Woche vor einem Beben solche Vorläufer gesehen, manchmal waren es auch nur Tage oder Stunden zuvor. Das hängt davon ab, was wir anschauen: Es gibt Störungen im elektrischen Feld der Erde, im Magnetfeld oder im Plasma."
Über die Mechanismen, die da am Werk sind, gibt es bislang nur Hypothesen. Conti:
"Dahinter steckt folgende Idee: Wenn sich ein Erdbeben zusammenbraut, werden die Gesteine des Epizentrums zusammengedrückt, wobei es zu Verschiebungen im Kristallgitter kommt. Wie dann die elektromagnetischen Wellen genau entstehen, darüber gibt es nur Hypothesen, wir kennen den Mechanismus nicht. Eine Hypothese besagt, dass sich durch den Druck der Wasserfluss verändert, wodurch elektrische Ströme entstehen, die sich dann in der Entstehung von elektromagnetischen Wellen äußern."
Ein Teil dieser Wellen erreicht die Erdoberfläche und kann dort gemessen werden. Die Wellen breiten sich dann weiter aus und sollen diverse Phänomene in der Atmosphäre, der Ionosphäre und der Magnetosphäre verursachen. Ihre Auswirkungen reichen bis in den Van-Allen-Strahlungsgürtel. Das ist eine Zone hoch über der Erde, in der geladene Teilchen auf spiralförmigen Bahnen entlang der Magnetfeldlinien zwischen den Polen hin und herfliegen. Conti:
"Diese geladenen Teilchen im Van Allen-Strahlungsgürtel werden durch vieles beeinflusst: den Sonnenwind, kosmische Störungen oder durch Blitze. Anscheinend stören auch die elektromagnetischen Emissionen, die vor, während und nach größeren Erdbeben entstehen, diese Partikel."
Die bislang vorhandenen Daten zeigen, dass dort oben die Störungen drei bis fünf Stunden vor einem Beben auftreten können. Um das Geschehen im Van Allen-Gürtel gezielt zu beobachten, möchten Geophysiker den italienischen Satelliten Esperia bauen, der möglichst viele Parameter gleichzeitig messen soll: von Temperatur und Dichte des Plasmas über Messungen des elektromagnetischen Feldes bis hin zu Messungen der Protonen und Elektronen im Van Allen-Gürtel. Conti:
"Wenn wir etwa in Sizilien ein Erdbeben haben, können elektromagnetische Emissionen schon vorher die Zone über Sizilien stören, sprich: die Partikel im Van Allen Gürtel stören. Weil die rund um die Welt fliegen, messen wir das auch, wenn unser Satellit gerade über Kasachstan oder den USA ist. Wir müssen also nicht exakt über der Zone sein, wo sich ein Beben vorbereitet, derselbe Breitengrad reicht."
Etwas tiefer, in der Ionosphäre, sucht seit einem Jahr der Mikro-Satellit Demeter nach den elektromagnetischen Vorboten von Erdbeben. Michel Parrot vom CNRS-Labor für Geophysik und Geochemie in Orlèans:
"Demeter hat über Erdbebenherden viele Störungen in der Ionosphäre beobachtet, auch Stunden oder Tage vor dem Ereignis. Wir müssen die Daten erst statistisch auswerten, um die vielen Störeinflüsse herauszurechnen, vom Sonnenwind bis zu Stromleitungen. Bei der Erforschung der elektromagnetischen Phänomene aus dem Orbit betrachten wir nur Beben, die größer sind als mindestens Magnitude 5. Die Seismologen melden uns täglich alle diese Beben, und wir vergleichen die Daten dann mit denen von Demeter."
Demeter soll keine Beben vorhersagen. Es geht darum zu verstehen, warum sich manche Beben überhaupt durch elektromagnetische Veränderungen ankündigen. Denn die Erforschung dieser Phänomene steckt noch in den Kinderschuhen.
"Wir haben vom Boden und von Satelliten aus bis zu einer Woche vor einem Beben solche Vorläufer gesehen, manchmal waren es auch nur Tage oder Stunden zuvor. Das hängt davon ab, was wir anschauen: Es gibt Störungen im elektrischen Feld der Erde, im Magnetfeld oder im Plasma."
Über die Mechanismen, die da am Werk sind, gibt es bislang nur Hypothesen. Conti:
"Dahinter steckt folgende Idee: Wenn sich ein Erdbeben zusammenbraut, werden die Gesteine des Epizentrums zusammengedrückt, wobei es zu Verschiebungen im Kristallgitter kommt. Wie dann die elektromagnetischen Wellen genau entstehen, darüber gibt es nur Hypothesen, wir kennen den Mechanismus nicht. Eine Hypothese besagt, dass sich durch den Druck der Wasserfluss verändert, wodurch elektrische Ströme entstehen, die sich dann in der Entstehung von elektromagnetischen Wellen äußern."
Ein Teil dieser Wellen erreicht die Erdoberfläche und kann dort gemessen werden. Die Wellen breiten sich dann weiter aus und sollen diverse Phänomene in der Atmosphäre, der Ionosphäre und der Magnetosphäre verursachen. Ihre Auswirkungen reichen bis in den Van-Allen-Strahlungsgürtel. Das ist eine Zone hoch über der Erde, in der geladene Teilchen auf spiralförmigen Bahnen entlang der Magnetfeldlinien zwischen den Polen hin und herfliegen. Conti:
"Diese geladenen Teilchen im Van Allen-Strahlungsgürtel werden durch vieles beeinflusst: den Sonnenwind, kosmische Störungen oder durch Blitze. Anscheinend stören auch die elektromagnetischen Emissionen, die vor, während und nach größeren Erdbeben entstehen, diese Partikel."
Die bislang vorhandenen Daten zeigen, dass dort oben die Störungen drei bis fünf Stunden vor einem Beben auftreten können. Um das Geschehen im Van Allen-Gürtel gezielt zu beobachten, möchten Geophysiker den italienischen Satelliten Esperia bauen, der möglichst viele Parameter gleichzeitig messen soll: von Temperatur und Dichte des Plasmas über Messungen des elektromagnetischen Feldes bis hin zu Messungen der Protonen und Elektronen im Van Allen-Gürtel. Conti:
"Wenn wir etwa in Sizilien ein Erdbeben haben, können elektromagnetische Emissionen schon vorher die Zone über Sizilien stören, sprich: die Partikel im Van Allen Gürtel stören. Weil die rund um die Welt fliegen, messen wir das auch, wenn unser Satellit gerade über Kasachstan oder den USA ist. Wir müssen also nicht exakt über der Zone sein, wo sich ein Beben vorbereitet, derselbe Breitengrad reicht."
Etwas tiefer, in der Ionosphäre, sucht seit einem Jahr der Mikro-Satellit Demeter nach den elektromagnetischen Vorboten von Erdbeben. Michel Parrot vom CNRS-Labor für Geophysik und Geochemie in Orlèans:
"Demeter hat über Erdbebenherden viele Störungen in der Ionosphäre beobachtet, auch Stunden oder Tage vor dem Ereignis. Wir müssen die Daten erst statistisch auswerten, um die vielen Störeinflüsse herauszurechnen, vom Sonnenwind bis zu Stromleitungen. Bei der Erforschung der elektromagnetischen Phänomene aus dem Orbit betrachten wir nur Beben, die größer sind als mindestens Magnitude 5. Die Seismologen melden uns täglich alle diese Beben, und wir vergleichen die Daten dann mit denen von Demeter."
Demeter soll keine Beben vorhersagen. Es geht darum zu verstehen, warum sich manche Beben überhaupt durch elektromagnetische Veränderungen ankündigen. Denn die Erforschung dieser Phänomene steckt noch in den Kinderschuhen.