Erdbeben in und um Darmstadt

Übersicht:

• 1.  Die Sachlage
• 2.  Die Rezeption der Beben in Presse und Öffentlichkeit
• 3.  Versuch einer Erklärung der Darmstädter Beben
• 4.  Informationsquellen zu aktuellen Beben

Direkter Link zur Datenbank des Landesamts für Geologie und Bergbau in Rheinland-Pfalz, die aktuelle Beben umgehend und automatisiert einpflegt: Erdbebendienst Rheinland-Pfalz.

Nachtrag zu Beben im Oktober 2016

Wieder einmal war es das Rheinland-Pfälzer Landesamt für Geologie und Bergbau (LGB-RLP), das alsbald Daten im Netz stehen hatte, die über Lage und Intensität des neuen Darmstädter Bebenclusters vom 14. Oktober 2016 sowie den Folgetagen Auskunft gaben. Am deutlichsten war das abendliche Beben vom 14. Oktober kurz nach 18 Uhr mit eine Magnitude von M=2,8 auf der Richter-Skala zu spüren. Die Aktivitäten begannen bereits in den frühen Morgenstunden mit einem kaum weniger kräftigen Ereignis von M=2,3 um 5:37 Uhr, das aber wohl von den meisten Bewohnern noch verschlafen wurde. Die Hessische Landesverwaltung schlief hingegen noch zum Ablauf des Tages und hatte auf ihren Webseiten von den Ereignissen zeitnah gar nichts zu vermelden.

Kleinere Beben folgen in der Nacht sowie am Folgetag mit Fortsetzungen am 17., 19 und 20. Oktober. Seitdem herrscht – nach der Erdbebenstatistik von Rheinland Pfalz – wieder Ruhe im Untergrund des nördlichen Darmstadts.

Die nachfolgende Abb. N1 stellt die insgesamt 14 Beben zwischen dem 14. und 20. Oktober 2016 grafisch zusammen. Die Beben werden nach ihrer Stärke wie folgt grafisch klassifiziert: bis Magnitude M=0,9: 1 Ring, zwischen M=1,0 und M=1,9: zwei Ringe, größer M=2.0: drei Ringe.

Abb. N1: Die Darmstädter Beben zwischen dem 14. und 20. Oktober 2016 in einer Montage auf der vom Rheinland-Pfälzer Landesamt verwendeten Grundkarte.

Die Rheinland-Pfälzer Erbebenerfassung hatte das kräftige Beben vom 14.10. abends zunächst mit M=2,7 nahe Weiterstadt ungefähr unterhalb des „Loop 5“ lokalisiert, korrigierte diese Angaben jedoch später auf eine Lage im Südwesten Arheilgens und auf eine noch etwas erhöhte Magnitude von M=2,8.  Damit lagen alle Beben in einem engen räumlichen Zusammenhang unterhalb der beiden nördlichen Darmstädter Stadtteile Arheilgen und Kranichstein.

Die Beben ereigneten sich in einer Tiefenlage von um die 8 Kilometer. Das ist insofern aufschlussreich, als dies weit unterhalb der Sediment­schichten im Rheingraben stattfand. Die Sedimente in diesem Grabenbruchsystem sind vor Darmstadt nur ungefähr 2.500 m mächtig (vgl. Abb. N2). Die Beben geschahen also im Bereich einer jener Schollen des früheren Deckgebirges, das mit dem Einbruch des Rheingrabens weit in die Tiefe gesunken ist und immer noch weiter absinkt. Das sind allerdings keine dramatischen Ereignisse, die große Sorgen bereiten müssten.

Der Bebencluster von Oktober 2016 fügt sich gut in Ereignisse von 2012 ein, als ein ähnlicher Bebenschwarm im Norden Darmstadts festgestellt werden konnte. Auch darüber informiert ausführlich der nachfolgende Artikel:

1. Die Sachlage

Im Jahr 2014 hat es im Untergrund des Raums Darmstadt mehrfach merklich gerumst. Beim letzten dieser größeren Beben, am 29.10.2014 um 18:24 Uhr, hatte ich in meinem Arbeitszimmer das Gefühl, als sei ein Riese mit vier kräftigen Schritten über unser Dach gestampft. Im Buffet klapperte das Geschirr.

Spürbare Beben werden auf der Richter-Skala ab einer Magnitude von 3 eingeordnet. Diese „Richter-Skala“ wird zwar in jeder Medienmeldung (wie aus dem Textautomat) als „nach oben offen“ apostrophiert, doch Beben >= 10 hat es noch nie gegeben, weil sich Spannungen im Gestein bereits früher durch einen Bruch entlasten. Das Beben am 29.10.2014 wurde auf einen Richter-Skalenwert von 3,5 eingeordnet und geschah 10 km weit von meinem Arbeitszimmer entfernt östlich von Darmstadt-Eberstadt in einer Tiefe von ca. 5 km.

Ihm waren im Jahr 2014 drei weitere merkliche Beben, d.h. Beben >= 3 auf der Richter Skala, vorausgegangen (M=Magnitude):

• am 30.03.2014 mit M=3,2 zwischen Ober-Ramstadt und Reinheim
• am 17.05.2014 mit M=4 zwischen Nieder-Ramstadt und Nieder-Beerbach
• am 08.06.2014 mit M=3,2 südlich von Ober-Ramstadt

Das Beben am 17. Mai 2014 gehört zu den schwersten, die in den letzten 5 Jahren in Deutschland registriert wurden. Die Erdbebendatenbank aus Baden Württemberg kennt in den seit dem 1.1.2010 gesammelten 1848 Datensätzen nur ein einziges stärkeres Ereignis: ein Beben in Nassau/Rhein-Lahn-Kreis/Rheinland Pfalz vom 14.02.2011 mit 4,4 auf der Richter Skala.

Abb. 1 zeigt die Lokalisierung der vier Beben südöstlich von Darmstadt nach Veröffentlichungen des Landesamts für Geologie und Bergbau von Rheinland Pfalz (vgl. unten unter „4. Informationsquellen...“):

Abb. 1: Lokalisierung der vier Beben im Raum Darmstadt mit einer Magnitude > 3 im Jahre 2014

Über die in Abb. 1 ergänzten Pfeile sieht man deutlich, wie die Bebenzentren hin und herspringen. Das ist typisch für sogenannte „Intraplattenbeben“ (dazu unten mehr unter „3. Versuch einer Erklärung...“).

Was ist da im Südosten von Darmstadt im Jahre 2014 passiert?

Aus Datenbanken in Rheinland-Pfalz oder Baden Württemberg lässt sich eine Übersicht gewinnen, die die Darmstädter Beben überörtlich einordnet. In Abb. 2 habe ich die in der Zeit vom 1.1.2010 bis 3.2.2015 erfassten Erdbeben im Raum Darmstadt sowohl in ihrer räumlichen Verteilung als auch in ihrer Tiefenlokalisierung ausgewertet. Die Kartengrundlage (bezogen von OpenStreetMap > www.openstreetmap.org/ ) reicht von Münster bei Dieburg (rechts oben) bis zum rheinhessischen Alsheim (links unten).

Es lassen sich eindeutig drei unterschiedliche Beben-Cluster identifizieren:

• In der Senke des Rheingrabens (linke Hälfte der Abb. 2) verteilen sich mehrere kleine messbare aber nicht fühlbare Beben (M < 3) auf Tiefen zwischen 5 und 15 km.
• Am auffälligsten ist der Beben-Cluster, der sich von Darmstadt Eberstadt nach Osten zieht (rechts unten und blau in Abb. 2). Seine vier Hauptbeben mit M>=3 wurden auf Tiefen zwischen 4 und 7 Kilometern lokalisiert.
• Im Norden Darmstadts, insbesondere unter Darmstadt-Kranichstein konzentriert sich ein Cluster mehrerer Beben vor allem aus dem Jahr 2012 mit einem kräftigeren ‚Nachzügler‘ am 19.09.2014, der immerhin eine Magnitude von 2,6 erreichte. Wie die Tiefenanalyse zeigt, lagen diese Beben (bis auf ein kleineres) alle ein ‚Stockwerk tiefer‘ als die Beben im vorderen Odenwald (lila Einfärbung in Abb. 2).

Abb. 2: Erdbeben im Raum Darmstadt zwischen 1.1.2010 und 3.2.2015 mit drei Clustern: Rheinebene (linke Bildhälfte), Darmstadt-Nord/Kranichstein (lila Blasen), östlich von Darmstadt-Eberstadt (blaue Blasen rechts unten). Die Blasengröße korrespondiert mit der Magnitude der Beben. Besser aufgelöste Version dieser Abb. als PDF-Datei Erdbeben im Raum Darmstadt.

2. Die Rezeption der Beben in Presse und Öffentlichkeit

Am 31.03.2014 titelte das Darmstädter Echo „In Südhessen bebt die Erde“ ... und lokalisierte das gut wahrnehmbare leichte Beben vom Vortag erst einmal falsch auf das nördliche Pfungstadt (korrekte Lokalisierung in Abb. 1). Die fünf Artikelspalten füllten sich sodann mit allerlei Aufgeregtheiten, die bei Polizei, Feuerwehr und in den sogenannten „Sozialen Netzwerken“  gepostet wurden. Irgendeine Erklärung sparte sich das in Abwicklung begriffene, offenbar von verschüchterten Redakteuren nur noch seicht bewirtschaftete „Echo“.

Erst nach dem vierten Beben des Jahres 2014 (29.10.2014) versuchte sich das „Echo“ an einer knappen Deutung des Geschehens:

Im Oberrheingraben und an dessen Rändern, zu denen der Odenwald gehört, baue sich Spannung ab. Diese Spannungen entstünden, weil sich der afrikanische Kontinent in den europäischen hineinschiebe.

Das ist zwar grober Unfug, aber im Prinzip von einer Webseite der Hessischen Landesanstalt für Umwelt und Geologie (HLUG) abgeschrieben (mehr dazu unten unter „4. Informations­quellen...“).

Nachdem die Bewohner der Region Darmstadt letztendlich vier Beben in diesem einem Jahr wahrgenommen hatten, titelte das „Echo“ sodann am 31.10.2014 unter Berufung auf die HLUG doch tatsächlich mit der Schlagzeile „Erdbeben-Experten erkennen Serie“. Indigniert kann man sich da nur noch fragen: Brauchen die verunsicherten Echo-ler für eine solche Allerweltserkenntnis tatsächlich einen „Experten“?

Verantwortlich für die Erbebendeutung auf der HLUG-Website ist ein Dr. Matthias Kracht. Da man sich hierzulande offenbar nicht außer Landes orientieren mag (z.B. bei den wesentlich properen Geologen aus Rheinland Pfalz) hatte im November 2014 die Volkssternwarte Darmstadt jenen „Geophysiker“ Matthias Kracht zum Vortrag eingeladen (DE vom 17.11.2014). Eine große Zuhörerzahl signalisierte das starke Interesse in der betroffenen Region. Doch der Referent konnte „kein außergewöhnliches Phänomen“ erkennen und verlor sich weitschweifig in einer globalen Erdbeben-Betrachtung. Die örtlichen Beben blieben unerklärt.

So etwas kann dann nur noch die von tiefergehendem Klärungsbedürfnis freigeschwommenen Darmstädter Grünen faszinieren. Nachdem sie vom „Experten“ Kracht im „Echo“ gelesen hatten, luden sie ihn ebenfalls in ihr „Grünes Büro“ ein (DE vom 24.01.2015). Da lief dann Kracht zur Hochform auf und kalauerte herum, dass die Beben nicht vom maroden Böllenfalltorstadion verursacht worden seien: „Beben nicht nur am Bölle. Geologie: über 150 Mal bebte der Untergrund in 2014 – ‚Verteilung rein zufällig‘“. Was ist das bloß für ein „Experte“, der die (zu Abb. 2 unschwer systematisierbaren) Erdbeben in Südhessen als „rein zufällig verteilt“ wertet? Die harmlosen Grünen waren mit ihm aber offenbar zufrieden.

3. Versuch einer Erklärung der Darmstädter Beben

Da stehen wir also ratlos vor dem real erlebten Geschehen einer Erdbebenserie, die uns weder der in Abwicklung begriffene „Qualitätsjournalismus“ des Darmstädter Echo noch der irrlichternde „Experte“ des Landes Hessen zu erklären weiß.

Erdbeben finden vor allem an den Rändern tektonischer Platten statt (insbesondere sind das „Kontinentalplatten“, aber auch sogenannte „Terrane“ – kleinere Plattensplitter). An Rändern solcher Platten entsteht entweder neue Erdkruste (verbunden mit schwächeren Beben) oder versinkt die Kruste einer Platte unter der Kruste einer anderen Platte („Subduktion“, verbunden mit stärkeren Beben). Im Raum Darmstadt sitzen wir jedoch mitten auf der Eurasischen Platte und sind von solchen Plattengrenzen weit entfernt. Sie liegen im Westen mitten im Atlantik (Entstehung neuer ozeanischer Kruste), im Süden im Mittelmeer (inzwischen erlahmte Norddrift der afrikanischen Platte mit Subduktion unter die eurasische – nicht aber, wie das Echo meinte „in  die europäische hinein“), im Südosten in der Ägäis (Konfrontation mit der sehr aktiven anatolischen Platte) und im Osten weit weg am Pazifikrand.

Es gibt aber auch innerhalb der großen tektonischen Platten Erdbeben, die man dann „Intraplattenbeben“ nennt. Sie resultieren aus Störungen im Gestein, das unter Spannung steht und sich ab einem kritischen Spannungszustand durch einen Bruch entlastet. Solche Spannungen werden in der Regel von den Plattenrändern her aufgebaut und zeigen sich vor allem an alten Bruchstrukturen im Gestein. Die Spannungsentlastung durch Bruch an einer Stelle kann Spannungen an anderer Stelle erhöhen, die sich dann dort durch einen erneuten Bruch wieder entlasten. So „springen“ intrakontinentale Erdbebenherde im Bereich von Störungen der Erdkruste ggf. wiederholt hin und her (vgl. noch einmal Abb. 1).

Im Raum Darmstadt ist vornehmlich der Oberrheingraben für den Aufbau von Spannungen im Gestein ursächlich, dessen Entstehungsbeginn ca. 45 Mio. Jahre zurückreicht (vgl. z.B. Frisch/Meschede, Plattentektonik, S. 39 ff). Der Oberrheingraben gehört zu einer europäischen Bruchstruktur, in die sich u.a. auch die Niederrheinische Bucht sowie der französische Rhone-Graben eingliedern. Solche Grabenstrukturen entstehen durch Aufwölbung der Erdkruste unter Druck aus dem Erdmantel, so dass die hochgewölbte, gedehnte Kruste aufreißt und einstürzt. An den Einsturzrändern bleiben die gehobenen Grabenschultern stehen. In Höhe von Darmstadt sind diese Grabenschultern der Pfälzer Wald im Westen sowie Bergstraße und Odenwald im Osten.

Während sich zunächst die Spannungen in der Erdkruste senkrecht zur N-S-Achse des Rheingrabens aufbauten, hat sich zwischenzeitlich diese Achse großräumig in NW-SO-Richtung gedreht (das ist ungefähr die Ausrichtung des Grabenbruchs in der Niederrheinischen Bucht). Dadurch kommt es einerseits zu schräg ausgerichteten Brüchen in den Rheingraben­schultern (den Randgebirgen wie Odenwald, Schwarzwald, Vogesen usw.), zum anderen zu einer gegenläufigen Bewegung der Rheingraben­ränder: die Westseite mit Vogesen und Pfälzer Wald schiebt nach Süden, die Ostseite mit Schwarzwald und Odenwald hingegen nach Norden (diese gegenläufige Bewegung der Rheingraben­ränder wäre aus dem von „Echo“ und HLUG als Ursache angeführten Druck der Afrikanischen Platte gar nicht zu erklären, der – wäre er nicht längst erlahmt – auf beide Randgebirge von Süden her gleichermaßen einwirken würde).

Im vorderen Odenwald hinter Darmstadt haben die Geologen zwei große Störungen kartiert, in denen sich die Beanspruchung der Rheingrabenränder niederschlägt (Abb. 3). Die östliche Störung verläuft ungefähr im Zuge des Gersprenz-Tals.

Im Zusammenhang mit den hier betrachteten Erdbeben ist vor allem die westliche Störung interessant, die orthogonal zur aktuellen groß­räumigen NW-SO-Bruchachse von Rheingraben und Niederrheinischer Bucht, selbst also in SW-NO-Richtung verläuft, wobei die nordöstlichen Ausläufer des kristallinen Odenwalds entlang dieser Störung in Richtung Südwesten, die Hauptmasse des kristallinen Odenwalds hingegen in Nordost­richtung drücken (vgl. die Pfeile neben der fett und schwarz eingetragenen Störungslinie). Diese Störung trifft im Südwesten ungefähr in Höhe von Seeheim-Jugenheim auf den Rheingraben. Sie verlässt den kristallinen Odenwald im Nordosten zwischen Ober-Ramstadt und Reinheim.

Interessant ist nun, dass die vier größeren Beben des Jahres 2014 zwar nicht genau auf dieser Störung lagen (vgl. blaue Kreise in Abb. 3), aber wohl mit ihr zusammenhängen. Die Beben 2 und 4 wurden leicht westlich, die Beben 1 und 3 hingegen leicht östlich dieser großräumigen Störung lokalisiert.

Hier erwüchse nun die Aufgabe für einen Geologen, sich mit einer Detaillierung der Bruchstrukturen im Untergrund des vorderen Odenwaldes zu befassen, indem man etwa auf die Suche nach seismischen Daten geht, die die Strukturen im Untergrund offenlegen. Der Hüter dieses Geschäftsfeldes in der HLUG macht dies nicht. Ich kann dies Versäumnis hier leider auch nicht ausgleichen.

Abschließend noch ein Wort zum Erdbebenherd Darmstadt-Kranichstein (Darmstadt-Nord; vgl. noch einmal den lila Bebencluster in Abb. 2): Auch hier wäre eine seismische Analyse des Untergrundes von Interesse, um die offensichtliche Konzentration der (allerdings nur sehr leichten) Beben aufzuklären. Ich könnte mir angesichts der größeren Tiefe dieser Beben vorstellen, dass hier eine vom Grabenrand abgebrochene und schon weit abgesunkene, längst kilometermächtig von jüngeren Sedimenten überlagerte Gesteinsscholle gemächlich ihren Weg in die Tiefe fortsetzt.

4. Informationsquellen zu aktuellen Beben

Rheinland-Pfalz

Einen guten Zugang zu Erdbebendaten auch der Darmstädter Region liefert das Landesamt für Geologie und Bergbau von Rheinland Pfalz unter der Web-Adresse http://www.lgb-rlp.de/ereignisse_lokal.html (Screenshot in Abb. 4). Dessen Datenbank stellt „Aktuelle Erdbebenereignisse in Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg und bis 1000 km Entfernung“ zur Verfügung, wobei „aktuell“ bedeutet, dass Daten ab dem 12.06.2000 angeboten werden (so festgestellt bei einem Abruf im Februar 2015). Eine Suchmaske ermöglicht die Filterung nach Zeit, Ort und Magnitude. Zu jedem Erdbebenereignis ist ein Seismogramm verlinkt, ferner eine Karte, auf der das Beben lokalisiert wird. Diese Web-Präsentation ist sehr schnell, da aktuelle Beben automatisch in das System eingepflegt werden. Wenn man also das Gefühl hat, es habe sich ein Beben ereignet, findet man hier ggf. sofort eine Bestätigung.

Abb. 4: Screenshot des Erdbebendienstes Rheinland Pfalz im Web aus Februar 2015 (Zeit der Verfassung dieses Berichts). Inzwischen hat sich das Erscheinungsbild etwas verändert, die Substanz ist aber erhalten geblieben.

Hessen

Anders ist die Informationslage in Hessen. Das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie bietet keine Datenbank an, aus der sich sofort Lokalisierung und Intensität eines Bebens ergeben würde. Auf http://www.hlug.de/?id=425 wird allgemein ein wenig über Erdbeben schwadroniert, auf http://www.hlug.de/start/geologie/erdbeben/in-hessen-gespuerte-beben.html wird in einer Art Facebook-Befindlichkeitsstil per Hand z.B. derartiges zusammengestellt: Es war ein lautes Grummeln zu hören bzw. Leute im Freien spürten eine Druckwelle .

Im Durcheinander dieser Website findet sich aber noch ein Link auf ein Projekt „SiMoN“, dessen ultracooler Name ungefähr für „Seismisches Monitoring im Zusammenhang mit der geo­ther­mischen Nutzung des nördlichen Oberrheingrabens“ stehen soll: http://www.simon.hlug.de/. Bei diesem wirtschaftlichen Projekt zur Förderung der Geothermie fällt als Nebeneffekt auch eine Datenbank ab, die über den Website-Reiter „Ereignisse“ oder direkt über http://www.simon.hlug.de/index.php?id=139 zu erreichen ist. Diese Datenbank ist aber recht verschnarcht. Während Rheinland-Pfalz für die Darmstädter Region bei einem Abruf im Februar 2015 bereits ein Beben vom 3.2.2015 im Bereich Mühltal nennen konnte (M=1,3 – vgl. Abb. 4, erster Eintrag der Liste), herrschte bei „SiMoN“ noch tabula rasa. Die SiMoN-Daten beginnen auch erst mit einem Beben vom 21.12.2011.

Eine genauere Analyse der SiMoN-Daten ergab im Übrigen, dass sie sowohl in der räumlichen als auch in der Tiefen-Lokalisierung teilweise erheblich von den Daten anderer Provider (Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg) abweichen, ohne dass dies erörtert oder erklärt würde.

Baden Württemberg

Die umfassendsten Daten gibt es wieder einmal beim Land Baden Württemberg und dort aus dem Erbebendienst im Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau unter http://www.lgrb-bw.de/led_pool/led_2_1.htm. Sie werden in Jahresdateien bereitgestellt, wobei dies Angebot (in unterschiedlichen Formaten) bis 1996 zurückreicht. Nach eigener Aufbereitung (eine filternde Suchmaske wird auf der Website nicht angeboten) lassen sich auch Daten für den Raum Darmstadt herausfiltern. Die Datenerfassung scheint aber wenig nordöstlich von Darmstadt zu enden, denn Beben im Raum Dieburg, die sich aus der Rheinland-Pfälzer Datenbank ergaben, werden von der Baden Württembergischen Datenbank nicht mehr erfasst.

Gefilterte Daten dieser Quelle liegen auch der Abb. 2 dieses Artikels zugrunde.

Michael Siebert, Februar 2015 – mit Aktualisierung aus Oktober 2016