Forschende lösen künstliche Erdbeben in einem Felslabor im Tessin aus

Tief unter den schroffen Gipfeln des Tessins steht ein Team von Spitzenforschenden kurz davor, das Undenkbare zu tun: die Erde absichtlich aufzubrechen. Ab diesem Montag wird das BedrettoLab, eine Hightech-Forschungsanlage in einer ehemaligen Baugalerie des Furka-Tunnels, zum Epizentrum eines bahnbrechenden Experiments. Das ist keine Übung. Forschende der ETH Zürich gehen von der Beobachtung zur gezielten Auslösung über und starten das Projekt «Fault Activation and Earthquake Rupture» (FEAR). Während die Welt beim Gedanken an seismische Aktivitäten gewöhnlich erzittert, spüren diese Fachleute ihnen gezielt nach. Indem sie die Natur herausfordern, positioniert sich die Schweiz an der äussersten Spitze der geologischen Forschung und macht den stillen Granit der Alpen zu einem lebendigen Labor. Viel steht auf dem Spiel, und die Augen der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft richten sich auf diese abgelegene Ecke der Schweiz, während sie sich auf ein Beben vorbereitet.

Bereit stehen gewaltige 2’000 Kubikmeter Wasser, die in die unterirdischen Tiefen gepumpt werden sollen. Seit mehreren Tagen bereiten Forschende sorgfältig eine Störungszone zwischen zwei mächtigen Gesteinsschichten vor und erhöhen den hydraulischen Druck schrittweise. Das Ziel ist präzise und klar: ein Erdbeben der Magnitude 1,0 auszulösen. Es ist ein Kräftemessen zwischen Physik und Reibung. Mit zunehmender Wassermenge steigt der Druck, bis das Gestein nicht mehr standhält und plötzlich und heftig verrutscht. Dieser kontrollierte Bruch ist die einzige Möglichkeit, im exakten Moment der «Keimbildung», also der Entstehung eines Erdbebens, Daten zu erfassen. Ein Ereignis der Magnitude 1,0 ist für Menschen kaum spürbar, doch die freigesetzte Energie liefert den Sensoren entlang des Tunnels eine Fülle von Daten. Der Vorgang ist ein Meisterstück der Fernsteuerung: Wenn der Befehl aus Zürich kommt, den Druck freizusetzen, wird sich keine einzige Person im Berg befinden.

Sicherheit wird nicht dem Zufall überlassen, sondern bis auf vier Dezimalstellen berechnet. Forschende schätzen die Wahrscheinlichkeit, dass ausserhalb des Tunnels Schäden entstehen, als verschwindend gering ein: 1 zu 10’000. Zur Einordnung: Während desselben Zeitraums ist es wahrscheinlicher, dass ein natürliches, zerstörerisches Erdbeben auftritt, als dass dieses Experiment eines verursacht. Das Team weist jedoch offen auf die Möglichkeit «sehr geringfügiger» lokaler Schäden hin. Zwar wird ein Erdbeben der Magnitude 1,0 angestrebt, doch die strukturelle Integrität des Tunnels ist nur gefährdet, falls das Ereignis unbeabsichtigt auf eine Magnitude von 2,5 ansteigt. Die Wahrscheinlichkeit dafür liegt bei lediglich 1 Prozent. Dieses strenge Risikomanagement ermöglicht es, ein derart mutiges Experiment im Herzen Europas durchzuführen. Das Projekt wird mit einem grosszügigen Beitrag von 12,9 Millionen CHF des Europäischen Forschungsrats unterstützt und stellt eine bedeutende Investition in die Sicherheit der Schweiz und das weltweite Wissen dar. Es ist ein kalkuliertes Wagnis, bei dem nichts Geringeres als die Möglichkeit auf dem Spiel steht, dank besserer Vorhersagen Leben zu retten.

Der grösste Gewinn wäre der «Heilige Gral» der Geologie: verlässliche Erdbebenvorhersagen. Seit Jahrzehnten ringt die wissenschaftliche Gemeinschaft mit der Unberechenbarkeit der Erdkruste. Stefan Wiemer vom Schweizerischen Erdbebendienst bringt den Auftrag auf den Punkt: Wir können nicht warten, bis die Natur zuschlägt, sondern müssen sie herausfordern, um sie zu verstehen. Indem das FEAR-Projekt dem Berg mit KI-gestützten Sensoren «zuhört» und die Mikrovibrationen erfasst, die einem Bruch vorausgehen, will es die Warnsignale erkennen, die der Menschheit seit Jahrhunderten entgehen. Können die Forschenden genau feststellen, was ein kleines Beben davon abhält, zu einer Katastrophe zu werden, könnte dies die Bauvorschriften und Frühwarnsysteme weltweit revolutionieren. Mit dem Beginn des Experiments an diesem Montag erschüttert die Schweiz nicht nur den Boden, sondern auch die Grundlagen dessen, was wir in der Erdbebenforschung für möglich gehalten haben. Die hier im Tessin erhobenen Daten werden noch Generationen lang in den Hörsälen der Wissenschaft und im Krisenmanagement nachhallen.