Aus der Forschung
Das Bild zeigt die maximale Tsunamiwellenhöhe, welche sich aus einem GPS basierten Modell des Tohoku Erdbebens ergibt. Bild: A.Hoechner, GFZ
Weitere Informationen:
Presseinformation des GFZ "Schnelle Tsunami-Warnung mittels GPS"
GPS-Daten verbessern Tsunami-Warnsysteme
Küstennahe Erdbeben können Tsunamis erzeugen, dabei ist die Vorwarnzeit für die Küstenabschnitte sehr kurz. Helmholtz-Wissenschaftler des GFZ konnten nun bei der Untersuchung des Fukushima-Bebens vom 11. März 2011 zeigen, dass über die Auswertung von GPS-Daten im Prinzip bereits nach etwas über drei Minuten die Bebenstärke sowie die räumliche Verteilung bestimmt werden können. Dies ermöglicht eine raschere und detaillierte Tsunami-Frühwarnung.
Ein Vorteil eines GPS-Messnetzes in der Nähe des Bebenherdes liegt in der Verfügbarkeit von Messdaten bereits kurz nach Bebenbeginn. Noch während die Erde bebt, kann die horizontale und vertikale Verschiebung der tektonischen Platten erfasst werden. Zusammen mit den nach und nach einlaufenden seismischen Daten ergibt sich so ein Bild des Bruchvorganges noch während er stattfindet. GFZ-Wissenschaftler Dr. Andrey Babeyko: „Wir haben anlässlich des Fukushima-Bebens über 500 GPS-Stationen ausgewertet und gezeigt, dass bereits drei bis vier Minuten nach Beginn des Erdbebens eine korrekte Abschätzung der Magnitude von M=9,0 und des Tsunami möglich gewesen wäre.
GPS-Daten ermöglichen ein 3D-Modell des Erdbebens
Der Ablauf besteht aus mehreren Schritten: Zuerst werden die GPS-Rohdaten mit Hilfe von Satellitenbahndaten ausgewertet. Daraus wird mathematisch ein räumliches Erdbebenmodell erzeugt, die Verformung des Meeresbodens ist die Quelle des Tsunamis. Im letzten Schritt wird die Ausbreitung des Tsunamis errechnet, so dass die Küstenabschnitte gewarnt werden können.
Dieser GPS-Schutzschild wurde zunächst für das Tsunami-Frühwarnsystem GITEWS entwickelt, das die Helmholtz-Gemeinschaft unter Federführung des GFZ im Auftrag der deutschen Bundesregierung für Indonesien erstellte. „Mit der Anwendung auf die Datensätze des Katastrophenbebens vom 11. März 2011 zeigt sich erneut das Potential, das ein GPS-Schild in Tsunami-Frühwarnsystemen besitzt,“ so Babeyko. „Ein GPS-Schutzschild könnte ein sinnvolles Werkzeug für alle Regionen mit Erdbeben-/Tsunami-Gefährdung sein.“
