Projekt FEAR
Forschende lösen in Schweizer Alpen Erdbeben per Knopfdruck aus
In einem Felslabor unter dem Pizzo Rotondo im Gotthardmassiv pressen Fachleute Wasser in eine Bruchzone, bis sich der Berg bewegt. Hunderte Sensoren zeichnen jedes Detail auf
In dem alten Stollen im Bedretto-Felslabor tief unter dem Gotthardmassiv wollen Fachleute mit Wasserdruck ein Erdbeben auslösen.
Daniel Winkler/ETH Zürich
In einem stillgelegten Stollen unter dem Gotthardmassiv wollen Forschende diese Woche ein Erdbeben auslösen. Im Schweizer Kanton Tessin pressen sie Wasser unter hohem Druck in eine Bruchzone, bis sich das Gestein ruckartig bewegt. Hunderte Sensoren zeichnen dabei auf, was vor, während und nach dem Beben geschieht.
Ziel ist es, jene physikalischen Prozesse zu erfassen, die bei natürlichen Beben verborgen bleiben. Im Idealfall lassen sich dabei Muster finden, die Erdbebenvorhersagen künftig näherrücken, sagt der Seismologe Men-Andrin Meier von der ETH Zürich, wissenschaftlicher Koordinator des Projekts FEAR.
Keine Angst!
Der Name steht für "Fault Activation and Earthquake Rupture" – und obwohl FEAR auf Englisch Angst bedeutet, sei nach Angaben der Forschenden nichts zu befürchten. "Wir sprechen von Magnitude 1", sagt Meier. "Um das Beben überhaupt an der Oberfläche zu spüren, müsste es 200-mal so stark sein." Größere Schäden entstehen bei natürlichen Beben erst ab einer Magnitude von etwa 5. Das erwartete Ereignis wird dagegen so klein ausfallen, dass sich das Gestein entlang einer bis zu 100 Meter langen Bruchlinie lediglich um ein bis zwei Millimeter gegeneinander verschieben dürfte.
Dass versehentlich ein stärkeres Beben entsteht, halten die Beteiligten für äußerst unwahrscheinlich. Der Versuch findet in rund einem Kilometer Tiefe statt, wo die Spannungen im Gestein in der Regel nicht ausreichen, um heftigere Brüche zu erzeugen. Über der Experimentalstelle liegen zudem mehr als 1000 Meter kompakter Fels mit einem geschätzten Gewicht von 35 Millionen Tonnen. "Wir können froh sein, wenn wir die Gesteinsmassen überhaupt in Bewegung setzen können", erklärt der Geologe Florian Aman vom Projektteam.
Um das Verhalten des Gesteins vor, während und nach dem Beben zu messen, wurden hunderte Sensoren in den Fels getrieben.
ETH Zürich
Bohrlöcher im alten Tunnel
Schauplatz des Experiments ist das BedrettoLab der ETH Zürich, tief unter dem Pizzo Rotondo gelegen. Der fünf Kilometer lange Stollen wurde in den 1970er-Jahren als Zugang für den Bau des Furka-Basistunnels gesprengt und nach dessen Fertigstellung kaum noch genutzt. Für FEAR ist er nahezu ideal. In den vergangenen Jahren haben die Forschenden insgesamt 3,6 Kilometer Bohrlöcher in den Fels getrieben und mit hochempfindlichen Instrumenten bestückt. "Es gibt auch andere Forschungsprojekte, aber es ist global einzigartig, dass eine Störzone derart massiv mit Instrumenten und Sensoren ausgestattet ist", sagt Meier.
Die meisten der mehr als 40 Bohrlöcher dienen der Überwachung, einige der Injektion. Über Schläuche werden zunächst an zwei Stellen mehrere hundert Kubikmeter Wasser mit steigendem Druck in die Kontaktzone zwischen zwei Gesteinsblöcken gepresst – so lange, bis sich diese ruckartig in Bewegung setzen. Der Ablauf entspricht im Kleinen dem, was bei tektonischen Platten im großen Maßstab geschieht. Wann genau das Beben eintritt, ist schwer vorherzusagen; eingeplant sind zehn Tage, die Forschenden rechnen jedoch mit einem schnelleren Ergebnis.
Datengebirge
Sobald der Bruch einsetzt, zeichnen Seismometer, Geophone und weitere Sensoren in Sekundenbruchteilen Millionen von Messpunkten auf. Die im BedrettoLab verbauten Seismometer erfassen sogar Erschütterungen bis hinunter zu Magnitude minus 5 – Ereignisse, bei denen sich Gesteinsmassen nur wenige Mikrometer verschieben. Pro Messung entstehen mehrere Terabyte an Daten, die in Echtzeit an die ETH Zürich übermittelt werden. Von dort lässt sich der Wasserdruck jederzeit anpassen oder das Experiment abbrechen, sollte sich im Gestein Unerwartetes tun.
Bei dem Experiment werden über Schläuche Wassermassen mit steigendem Druck zwischen Gesteinsschichten gepresst. Im Idealfall finden die Forschenden bei dem ausgelösten Erdbeben Muster im Verhalten des Gesteins, die Bebenvorhersagen künftig möglich machen.
ETH Zürich
Die Forschenden erhoffen sich detaillierte Einblicke in Bruchprozesse, die bei natürlichen Beben kaum direkt messbar sind. Wann beschleunigt sich ein Bruch, wann kommt er zum Stillstand, wie viel Energie setzt er frei – und gibt es messbare Anzeichen, die einem Beben vorausgehen? Die Alpen sind seismisch aktiv, kleine Beben ereignen sich dort laufend. Wo und wann genau, lässt sich vorab nicht sagen, und deshalb können natürliche Ereignisse praktisch nie direkt im Inneren einer Bruchzone vermessen werden. FEAR kehrt dieses Problem um: Das Beben findet genau dort statt, wo die Sensoren stehen.
Parallelen zu großen Beben
Ob sich die Ergebnisse auf katastrophale Ereignisse übertragen lassen, bei denen sich tektonische Platten über hunderte Kilometer um mehrere Meter verschieben – etwa beim Beben der Magnitude 7,7 in Myanmar im Frühjahr 2025 –, ist eine der zentralen Fragen des Projekts. Stefan Wiemer, Direktor des Schweizerischen Erdbebendienstes und einer der vier FEAR-Projektleiter, zeigt sich zuversichtlich: "Die Physik ist dieselbe, ob es sich nun um ein Minibeben von Magnitude 1 oder um ein gigantisches Beben von Magnitude 7 handelt." Trotz jahrzehntelanger Forschung, so Wiemer, sei das Verständnis der Prozesse, die ein Erdbeben auslösen und beenden, nach wie vor lückenhaft. Unter dem Gotthard soll sich das nun ein Stück weit ändern.
(tberg, red, 22.4.2026)
Forschende lösen in Schweizer Alpen Erdbeben per Knopfdruck aus
Forschende lösen in Schweizer Alpen Erdbeben per Knopfdruck aus
In einem Felslabor unter dem Pizzo Rotondo im Gotthardmassiv pressen Fachleute Wasser in eine Bruchzone, bis sich der Berg bewegt. Hunderte Sensoren zeichnen jedes Detail auf
In dem alten Stollen im Bedretto-Felslabor tief unter dem Gotthardmassiv wollen Fachleute mit Wasserdruck ein Erdbeben auslösen.
Daniel Winkler/ETH Zürich
In einem stillgelegten Stollen unter dem Gotthardmassiv wollen Forschende diese Woche ein Erdbeben auslösen. Im Schweizer Kanton Tessin pressen sie Wasser unter hohem Druck in eine Bruchzone, bis sich das Gestein ruckartig bewegt. Hunderte Sensoren zeichnen dabei auf, was vor, während und nach dem Beben geschieht.
Ziel ist es, jene physikalischen Prozesse zu erfassen, die bei natürlichen Beben verborgen bleiben. Im Idealfall lassen sich dabei Muster finden, die Erdbebenvorhersagen künftig näherrücken, sagt der Seismologe Men-Andrin Meier von der ETH Zürich, wissenschaftlicher Koordinator des Projekts FEAR.
Keine Angst!
Der Name steht für "Fault Activation and Earthquake Rupture" – und obwohl FEAR auf Englisch Angst bedeutet, sei nach Angaben der Forschenden nichts zu befürchten. "Wir sprechen von Magnitude 1", sagt Meier. "Um das Beben überhaupt an der Oberfläche zu spüren, müsste es 200-mal so stark sein." Größere Schäden entstehen bei natürlichen Beben erst ab einer Magnitude von etwa 5. Das erwartete Ereignis wird dagegen so klein ausfallen, dass sich das Gestein entlang einer bis zu 100 Meter langen Bruchlinie lediglich um ein bis zwei Millimeter gegeneinander verschieben dürfte.
Dass versehentlich ein stärkeres Beben entsteht, halten die Beteiligten für äußerst unwahrscheinlich. Der Versuch findet in rund einem Kilometer Tiefe statt, wo die Spannungen im Gestein in der Regel nicht ausreichen, um heftigere Brüche zu erzeugen. Über der Experimentalstelle liegen zudem mehr als 1000 Meter kompakter Fels mit einem geschätzten Gewicht von 35 Millionen Tonnen. "Wir können froh sein, wenn wir die Gesteinsmassen überhaupt in Bewegung setzen können", erklärt der Geologe Florian Aman vom Projektteam.
Um das Verhalten des Gesteins vor, während und nach dem Beben zu messen, wurden hunderte Sensoren in den Fels getrieben.
ETH Zürich
Bohrlöcher im alten Tunnel
Schauplatz des Experiments ist das BedrettoLab der ETH Zürich, tief unter dem Pizzo Rotondo gelegen. Der fünf Kilometer lange Stollen wurde in den 1970er-Jahren als Zugang für den Bau des Furka-Basistunnels gesprengt und nach dessen Fertigstellung kaum noch genutzt. Für FEAR ist er nahezu ideal. In den vergangenen Jahren haben die Forschenden insgesamt 3,6 Kilometer Bohrlöcher in den Fels getrieben und mit hochempfindlichen Instrumenten bestückt. "Es gibt auch andere Forschungsprojekte, aber es ist global einzigartig, dass eine Störzone derart massiv mit Instrumenten und Sensoren ausgestattet ist", sagt Meier.
Die meisten der mehr als 40 Bohrlöcher dienen der Überwachung, einige der Injektion. Über Schläuche werden zunächst an zwei Stellen mehrere hundert Kubikmeter Wasser mit steigendem Druck in die Kontaktzone zwischen zwei Gesteinsblöcken gepresst – so lange, bis sich diese ruckartig in Bewegung setzen. Der Ablauf entspricht im Kleinen dem, was bei tektonischen Platten im großen Maßstab geschieht. Wann genau das Beben eintritt, ist schwer vorherzusagen; eingeplant sind zehn Tage, die Forschenden rechnen jedoch mit einem schnelleren Ergebnis.
Datengebirge
Sobald der Bruch einsetzt, zeichnen Seismometer, Geophone und weitere Sensoren in Sekundenbruchteilen Millionen von Messpunkten auf. Die im BedrettoLab verbauten Seismometer erfassen sogar Erschütterungen bis hinunter zu Magnitude minus 5 – Ereignisse, bei denen sich Gesteinsmassen nur wenige Mikrometer verschieben. Pro Messung entstehen mehrere Terabyte an Daten, die in Echtzeit an die ETH Zürich übermittelt werden. Von dort lässt sich der Wasserdruck jederzeit anpassen oder das Experiment abbrechen, sollte sich im Gestein Unerwartetes tun.
Bei dem Experiment werden über Schläuche Wassermassen mit steigendem Druck zwischen Gesteinsschichten gepresst. Im Idealfall finden die Forschenden bei dem ausgelösten Erdbeben Muster im Verhalten des Gesteins, die Bebenvorhersagen künftig möglich machen.
ETH Zürich
Die Forschenden erhoffen sich detaillierte Einblicke in Bruchprozesse, die bei natürlichen Beben kaum direkt messbar sind. Wann beschleunigt sich ein Bruch, wann kommt er zum Stillstand, wie viel Energie setzt er frei – und gibt es messbare Anzeichen, die einem Beben vorausgehen? Die Alpen sind seismisch aktiv, kleine Beben ereignen sich dort laufend. Wo und wann genau, lässt sich vorab nicht sagen, und deshalb können natürliche Ereignisse praktisch nie direkt im Inneren einer Bruchzone vermessen werden. FEAR kehrt dieses Problem um: Das Beben findet genau dort statt, wo die Sensoren stehen.
Parallelen zu großen Beben
Ob sich die Ergebnisse auf katastrophale Ereignisse übertragen lassen, bei denen sich tektonische Platten über hunderte Kilometer um mehrere Meter verschieben – etwa beim Beben der Magnitude 7,7 in Myanmar im Frühjahr 2025 –, ist eine der zentralen Fragen des Projekts. Stefan Wiemer, Direktor des Schweizerischen Erdbebendienstes und einer der vier FEAR-Projektleiter, zeigt sich zuversichtlich: "Die Physik ist dieselbe, ob es sich nun um ein Minibeben von Magnitude 1 oder um ein gigantisches Beben von Magnitude 7 handelt." Trotz jahrzehntelanger Forschung, so Wiemer, sei das Verständnis der Prozesse, die ein Erdbeben auslösen und beenden, nach wie vor lückenhaft. Unter dem Gotthard soll sich das nun ein Stück weit ändern.
(tberg, red, 22.4.2026)