Neue Moschee und türkische Flagge in Istanbul
In Istanbul lebten 2018 rund 16 Millionen Menschen. Bildrechte: IMAGO

Meeresboden unter Spannung Istanbul droht schweres Erdbeben bis Stärke 7,4

Die Millionenmetropole Istanbul liegt genau an der Grenze zwischen zwei Erdplatten. Die Gefahr von Erdbebeen sind für die Menschen in der Region allgegenwärtig. Geophysiker sind sich einig, dass der Region bald ein regelrechtes Superbeben drohen müsste. Doch wie stark die Spannung zwischen den zwei tektonischen Platten genau ist und wie stark damit auch das Beben ausfallen dürfte, hat jetzt ein Team aus Deutschen, Türken und Franzosen mithilfe eines neuartigen Messsystems erstmals bestimmt.

Neue Moschee und türkische Flagge in Istanbul
In Istanbul lebten 2018 rund 16 Millionen Menschen. Bildrechte: IMAGO

Die türkische Stadt Istanbul am Bosporus ist eine der größten Städte der Welt. Rund 16 Millionen Menschen leben hier. Und es ist eine Stadt, in der die Gefahr eines plötzlichen Erdbebens allgegenwärtig ist: Kinder lernen in der Schule, wie sie sich im Ernstfall verhalten müssen, Firmen haben Notfallpläne und viele Familien eine Tasche mit dem Nötigsten für den Ernstfall nahe der Haustür. Dass es ein heftiges Beben geben wird, ist eigentlich klar. Dem Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) zufolge sind Starkbeben sogar längst überfällig. Wann es kommt, weiß niemand.

Plattengrenze am Meeresboden

Mehrere Männer mit Schutzhelmen stehen auf dem Deck eines Schiffes neben mehreren Metern hohen technischen Geräten in Form einer Pyramide.
2014 setzten deutsche und französische Wissenschaftler die Messgeräte im Marmarameer ab. Bildrechte: Dietrich Lange / GEOMAR

Das liegt daran, dass Istanbul an der Nordanatolischen Störung - einer Grenze zwischen zwei Erdplatten.

Doch ausgerechnet der Teil vor der Metropole konnte bisher nur indirekt beobachtet werden, heißt es vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Denn der Abschnitt liege im Marmarameer unter Wasser. Gemeinsam mit türkischen und französischen Kollegen ist es den deutschen Wissenschaftlern vom GEOMAR jetzt erstmals gelungen, diesen Bereich genau zu untersuchen.

Mit Hilfe des neuarigen Messsystems GeoSEA haben sie direkt am Meeresboden messen können, wie hoch die Spannung an der Grenze zwischen den Erdplatten genau ist. Und diese tektonische Spannung ist hoch, schreiben die Forscher im Fachmagazin Nature Communications.

Die Spannung würde reichen, um erneut ein Beben der Stärke 7,1 bis 7,4 auszulösen.

Dr. Dietrich Lange, GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel

In der Nordanatolischen Störungszone stößt die eurasische gegen die anatolische Erdplatte, die sich sehr langsam aneinander vorbei schieben. Wenn sie sich dabei verhaken, kommt es zu starken Erdbeben, erklärt Lange. Dann bauten sich tektonische Spannungen auf, die sich dann in einem Moment entladen würden.

Das war zuletzt 1999 der Fall an einem Abschnitt der Störung bei der Stadt Izmit - etwa 90 Kilometer östlich von Istanbul. Dabei verschoben sich die Platten um zwei bis vier Meter. Das Beben sorgte für heftige Zerstörungen, rund 17.000 Menschen kamen ums Leben.

Geografische Karte, auf der mit Pfeilen die Verwerfungslinien der Nordanatolischen Verwerfung eingezeichnet sind.
Entlang der Nordanatolischen Verwerfung schieben sich Anatolien und die Eurasische Erdplatte aneinander vorbei. Bildrechte: Image reproduced from the GEBCO world map 2014, www.gebco.net

Warum die direkte Messung nötig ist

Natürlich versuchten Geophysiker die Region auch vor dem Einsatz der neuen Messtechnik möglichst genau zu überwachen. Dazu werden seit Jahren GPS und Landvermessungsmethoden genutzt.

Ein technisches Gerät in Form einer Pyramide wird von einem Schiff aus ins Meer gelassen.
GeoSEA-Tripoden werden weltweit genutzt. Hier werden sie vor der chilenischen Küste ausgesetzt.  Bildrechte: Jan Steffen / GEOMAR

Am Meeresboden geht das aber nicht so gut, schreiben die GEOMAR-Forscher. Die Satellitensignale würden einfach nicht so tief in das Wasser eindringen können, um den Meeresboden zu erreichen. Aber ausgerechnet die riskanteste Stelle für die Millionenstadt Istanbul liegt im Marmarameer. Außerdem habe man damit nicht zwischen einer einer Kriechbewegung oder der kompletten Verhakung der Erdplatten unterschieden werden können.

Um genaue Daten zu bekommen, ist nun das am GEOMAR entwickelte GeoSEA-System eingesetzt worden. Es dient der akustischen Abstandsmessung am Meeresboden und machte erstmals die direkte Messung der Plattenbewegung möglich. Insgesamt haben die Forscher über einen Zeitraum von zweieinhalb Jahren Messungen durchgeführt. Dafür haben sie zehn der pyramidenförmigen Messgeräte in 800 Metern Tiefe auf beiden Seiten der Plattengrenze aufgestellt. Insgesamt führten sie nach eigenen Angaben mehr als 650.000 Abstandsmessungen durch.

Ein Beben mit einer Magnitude zwischen 7,1 und 7,4

Diese Messungen haben die Forscher nun ausgewertet. Und das Ergebnis ist besorgniserregend: Sie zeigen nämlich, dass der Bereich unter heftigen Spannungen steht, erklärt GEOMAR-Forscher Lange.

Unsere Messungen zeigen, dass die Verwerfungszone im Marmarameer verhakt ist und sich deswegen tektonische Spannungen aufbauen. Das ist der erste direkte Nachweis über den Spannungsaufbau am Meeresboden südlich von Istanbul.

Dr. Dietrich Lange, GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel

Das bedeutet, erklärt GeoSEA-Projektleiterin Prof. Heidrun Kopp , dass sich die Verwerfungszone auf einen Schlag um mehr als vier Meter bewegen würde, wenn sich die angestaute Spannung während eines Erdbebens löst. "Dies entspricht einem Erdbeben mit einer Magnitude zwischen 7,1 und 7,4", ergänzt Professorin Kopp. Damit wäre es fast so stark wie das verheerende Erdbeben vor Izmit 1999.

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 26. Dezember 2018 | 15:45 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 10. Juli 2019, 14:26 Uhr