Kaum ein Gebiet eignet sich besser für die Erforschung von Erdbeben als der Golf von Neapel. Mehrmals täglich gibt es hier kleine und auch größere Erdstöße rund um die Phlegräischen Felder, die als „Supervulkan“ eingestuft sind. Mehrere Magmakammern in der Tiefe haben dort in der Vergangenheit für teils gigantische Eruptionen gesorgt. Die sich ständig bewegenden Massen aus flüssigem Gestein lassen die Erdoberfläche immer wieder auf- und absteigen. Zwar erwarten Vulkanologen keinen unmittelbaren Ausbruch. Doch die Bewohner werden immer wieder von zahlreichen und immer heftiger werdenden Erdbeben in Angst versetzt.
Erschütterungskarten für Warn- und Notfallpläne bei Erdbeben
Neunundzwanzig Messtationen rund um das Kratergebiet zeichnen jede Erschütterung auf. Mit diesen Daten erstellen Geowissenschaftler sogenannte „Seismic Shaking Maps“ oder zu Deutsch „Seismische Erschütterungskarten“, die die Ausbreitung und die Intensität von Erdbebenwellen zeigen. Für Seismologen sind sie heute eines der wichtigsten Mittel, um die Auswirkungen von Erdbeben auf die Menschen in einem Erdbebengebiet zu erfassen.
Verstärkungseffekte gefährden Menschenleben
Besonders wichtig ist die Erfassung von Zonen, in den das Risiko bei einem Erdbeben besonders hoch ist. So sind etwa Gebäude, die auf einem weichen Untergrund wie Lehm oder Sand stehen, durch Verstärkungseffekte weit mehr einsturzgefährdet als Häuser auf einem festen, felsigen Boden. Um diese Bereiche exakt eingrenzen zu können, braucht es allerdings eine sehr große Anzahl von Messpunkten, die Daten über die Intensität der Erschütterungen sammeln. Erst dann können zukünftige Auswirkungen von Erdstößen besser berechnet und auch entsprechende Notfallpläne erstellt werden.
Handynutzerdaten ermöglichen flächendeckende Messungen
Doch für ein so dicht besiedeltes Gebiet wie der 130 Quadratkilometer großen, besonders gefährdeten „Roten Zone“ rund um den Supervulkan im Golf von Neapel, in der rund eine halbe Million Menschen leben, reicht die Anzahl Messstationen bislang nicht aus, um präzise Erschütterungskarten zu erstellen.
Auch deshalb haben Wissenschaftler unter der Leitung des Statistikers Francesco Finazzi von der Universität Bergamo die „Earthquake Network App“ entwickelt. Sie soll unter anderem diese Lücken im Überwachungsnetz schließen.
Die App nutzt die Daten des sogenannten Akzelerometers, einem Beschleunigungsmesser, der in praktisch jedem modernen Smartphone steckt und Veränderungen der Bewegung des Geräts misst. In einer sechswöchigen Versuchsreihe im vergangenen Jahr, bei der vier mittelstarke, spürbare Erdbeben registriert wurden, konnten sich die Forscher zusätzlich zu den Daten der neunundzwanzig Messtationen über sieben- bis neuntausend Messungen von Nutzern der App freuen.
Genauigkeit durch schiere Masse
Bei jedem einzelnen Smartphone sind zwar die Messungen der Stärke eines Erdbebens oft sehr ungenau. Es kann beispielsweise nicht erkennen, ob sich die Person selber bewegt oder ob sich das Handy direkt auf dem Erdboden oder in einem hohen Gebäude befindet, das bei einem Erdbeben mitunter heftig schwanken kann. Doch seit dem Start der App im Jahr 2012 haben sich weltweit mehr als 20 Millionen Nutzer an dem Bürgerforschungs-Projekt beteiligt. Durch den Abgleich der gewaltigen Anzahl an Handymessungen mit den präzisen Daten von Erdbeben-Messstationen konnten die Wissenschaftler nun genaue statistische Mittelwerte errechnen.
Citizen Science – jeder kann mitmachen
Für die User dient die App in erster Linie als Frühwarnsystem, wenn auch mit sehr kurzer Vorlaufzeit. Den an dem Projekt beteiligten Forschern wie Fabrice Cotton vom Helmholtz-Zentrum für Geowissenschaften in Potsdam ermöglichen die Messungen der App-Nutzer allerdings das Erstellen von Erschütterungskarten von bislang nie dagewesener Genauigkeit. Er hofft, möglichst viele Menschen für die Mitmacht-App begeistern zu können: „Man leistet einen Beitrag an einem Frühwarnsystem und ist wirklich Teil eines wissenschaftlichen Projekts. Das bedeutet, man leistet einen Beitrag zur Wissenschaft und hilft anderen Menschen.“
Wer mit der „Earthquake Network App“ seinen Teil zu dem Projekt beitragen will, kann sie sich gratis direkt auf der Homepage der Initiative oder in den gängigen App-Stores herunterladen.
