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Der Mann, der gelernt hat, Erdbeben vorherzusagen

горшков
© unsplash.com

Am 22. Juni 2022 wurde Afghanistan von einem Erdbeben der Stärke 6,1 erschüttert, dessen Wellen auch in Pakistan, Usbekistan und Indien zu spüren waren. Die Naturkatastrophe forderte über 1.500 Todesopfer und etwa 2.000 weitere Betroffene. Sie alle lebten in Provinzen, die der sowjetische Geologe und Seismologe Georgij Gorschkow vor 70 Jahren als potenziell erdbebengefährdet für die Region identifizierte.

Wissenschaftlern zufolge nimmt die seismische Gefährdung in vielen Teilen der Welt jedes Jahr zu. Allein seit 2004 haben sich vier der 13 verheerendsten Erdbebenkatastrophen in der Geschichte der Menschheit ereignet. Im Jahr 2005 kamen bei Erdbeben und deren Folgen 86 000 Menschen in Pakistan, 87 000 in China 2008 und 100 000 in Haiti 2010 ums Leben.

Es besteht die weit verbreitete Meinung, dass das erhöhte Risiko mit der wirtschaftlichen Entwicklung seismisch aktiver Regionen und der Ansiedlung von Kernkraftwerken, hydrotechnischen Anlagen und anderen großen technischen und industriellen Objekten auf deren Gebiet zusammenhängt. Das Problem liegt jedoch viel tiefer, im wahrsten Sinne des Wortes. Der anthropogene Faktor allein kann Erdbeben nicht erklären. In den ländlichen Gebieten Afghanistans, die in diesem Sommer ausgelöscht wurden, gab es zum Beispiel praktisch keine dauerhaften Strukturen. Die meisten Privathäuser waren aus Lehm gebaut und hatten kein Fundament.

землетрясение
© Соцсети

In diesem Zusammenhang besteht eines der schwierigsten und anspruchsvollsten Probleme der modernen Seismologie darin, den Verlust vieler Menschenleben und die enormen materiellen Schäden, die durch die Elemente verursacht werden, zu verringern. Der Wissenschaftler, der die Initiative ergriff, ihre Notwendigkeit nachwies und 1937 die erste offizielle seismische Zonenkarte der Welt (für das Gebiet der ehemaligen UdSSR) erstellte, war der sowjetische Geologe Georgij Gorschkow. Er war es, der ihre regelmäßige Zusammenstellung als Grundlage für die Planung und den Bau in seismisch aktiven Gebieten initiierte, wurde zum Begründer dieser neuen Wissenschaftsrichtung und leistete einen großen Beitrag zur Lösung des Problems der seismischen Vorhersage.

Georgij Petrowitsch wurde in dem Dorf Pudlovtsy in der Provinz Podolsk geboren. Obwohl mehrere Generationen seiner Vorfahren ungebildete Leibeigene waren, erwiesen sich viele Mitglieder seiner Familie als außergewöhnliche Menschen und schafften es, "in die Welt hinauszugehen". Sein Vater wurde Professor und Dekan der Fakultät für Mathematik und Mechanik der LBU, sein Onkel wurde ein angesehener Lehrer der RSFSR, der zweimal mit dem Lenin-Orden ausgezeichnet wurde, und sein Bruder wurde der jüngste Marineadmiral in der russischen Geschichte, Oberbefehlshaber der UdSSR-Marine. Georgij selbst schloss die Schule mit einem Praktikum ab, aber da man damals 17 Jahre alt sein musste, um in das Bergbauinstitut aufgenommen zu werden, musste er drei Jahre warten. Und es hat sich gelohnt: Der Geologe Dmitri Naliwkin, Träger des Lenin- und des Stalinpreises, der Direktor des Instituts für geologische Wissenschaften der Akademie der Wissenschaften der UdSSR und Begründer der Petrochemie Alexander Sawarizki, der Gründer des paläontologischen Instituts der Akademie der Wissenschaften der UdSSR Alexej Borisjak und der Vorsitzende des Geokomitees Dmitri Mushketow wurden seine Lehrer.

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1931 schloss Gorschkow sein Studium der Geologie mit dem Hauptfach Paläontologie erfolgreich ab und wurde dank der Förderung durch Mushketow an das neu gegründete Seismologische Institut der Akademie der Wissenschaften der UdSSR geschickt. Dort arbeitete er fünf Jahre lang unter der Leitung seines ehemaligen Lehrers in der Abteilung für Seismotektonik. Es war das erste russische wissenschaftliche Institut mit geophysikalischem Profil, in dem neben der Seismologie auch Arbeiten zur Gravimetrie und Geotektonik durchgeführt wurden und mit der systematischen Untersuchung der Seismizität einiger Regionen des Landes begonnen wurde.

In seinen Arbeiten untersuchte Georgij Petrowitsch die geologischen Bedingungen des Zangezur-Erdbebens vom 27. April 1931, das 254 Dörfer in Armenien und Aserbaidschan zerstörte, und stellte eine Verbindung zwischen den Erdbebenherden in der tadschikischen Senke und den Systemen der schuppigen Überschiebungen der mesozoischen und känozoischen Schichten her.

Die Forschungen des jungen Wissenschaftlers über Gravitation und Feldtheorie erweckten erstmals das Interesse der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft. Er stellte fest, dass neben den üblichen ebenen Flächen, auf denen die Bedingung der Konstanz des Schwerkraftpotentials gilt, "isogravitationale Flächen" zu unterscheiden sind. Georgij Petrowitsch entwickelte ein theoretisches Modell und stellte ihre physikalische Natur fest. Das Papier fand ein breites Echo, wurde in Frankreich veröffentlicht und erhielt zahlreiche Reaktionen aus verschiedenen Ländern.

Es war jedoch eine ganz andere Art von Arbeit, die revolutionär war. Bereits 1931, fast unmittelbar nach seinem Abschluss am Bergbauinstitut, hatte Gorschkow die Idee, die Verteilung möglicher künftiger Erdbeben zu kartieren. Er setzte sich mehrere Jahre lang eifrig dafür ein und führte beispielsweise eine regionale seismotektonische Zonierung des Territoriums der südlichen UdSSR durch, identifizierte Brennpunkte und gab eine Vorhersage von Erdbeben durch spezifische seismische Energie und Zonierung. Die Arbeit wurde von der Geschäftsleitung sehr gelobt. Nachdem er grünes Licht erhalten hatte, erstellte Georgij Petrowitsch die weltweit erste Karte der seismischen Zonierung der gesamten UdSSR, die sich als sehr gefragt erwies. Das Land war mit dem intensiven Bau neuer Industrieanlagen beschäftigt, für deren Planung es notwendig war zu wissen, für welche äußere zerstörerische Wirkung die Festigkeit der Strukturen berechnet werden sollte.

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Das Jahr 1937 ging in die Geschichte als eine Zeit der massivsten Repressionen ein. Die seismologische Abteilung des seismologischen Instituts wurde aufgelöst, und viele Wissenschaftler, darunter Dmitri Mushketow, wurden verhaftet. Gorschkow verließ Moskau in Richtung Leningrad und dann nach Woronesch. Dort nahm er eine Stelle als außerordentlicher Professor für allgemeine Geologie an der Staatlichen Universität Woronesch an und wurde innerhalb weniger Jahre Dekan und Prorektor der Universität. 1941 zog der Wissenschaftler nach Aschgabat, wo er eingeladen wurde, das Institut für Geologie der turkmenischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR zu leiten.

1944 kehrte Gorschkow nach Moskau zurück und leitete die Abteilung für Seismotektonik des Geophysikalischen Instituts der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. 1949 wurde der Absolvent des Bergbauinstituts und zu diesem Zeitpunkt bereits renommierte Wissenschaftler an die Moskauer Universität eingeladen, wo er der erste Dekan der geologischen Fakultät wurde. Bei der Organisation der Lehr- und Forschungstätigkeiten stützte sich der Wissenschaftler stark auf seine eigene studentische Erfahrung und die Arbeit in spezialisierten Forschungsinstituten des Landes. Auf sein Drängen hin wurden die Laboratorien für experimentelle Tektonik, Neotektonik und mathematische Geologie eröffnet, die Abteilung für Geophysik wurde von der Fakultät für Physik in die Abteilung für Geologie verlegt und einige bedeutende Spezialisten wurden in die Lehre einbezogen. Georgij Petrowitsch verfasste einen Kurs und ein Lehrbuch mit dem Titel "Allgemeine Geologie", das später als das beste Lehrbuch seiner Art anerkannt wurde. Es wurde ins Englisch, Französisch und Spanisch übersetzt und 1957, 1962 und 1973 neu aufgelegt.

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Georgij Petrowitsch war aktiv an der Untersuchung der Seismizität der östlichen Hemisphäre und Europas beteiligt. Während einer zweijährigen Mission in China (1955-1956) erstellte er die erste Karte der seismischen Zonen Chinas in der Geschichte der chinesischen Wissenschaft und einen Katalog aller vergangenen Erdbeben. Ähnliche Arbeiten wurden für Burma durchgeführt, wohin er als UNESCO-Experte entsandt wurde, die seismotektonische Situation Ungarns und Japans wurde untersucht, die Seismizität und die wichtigsten gefährlichen Zonen Afrikas wurden analysiert, und die Bereiche der Druckspannung und der Erdbebenquellen im Nordosten Afghanistans wurden ermittelt. Nach zahlreichen Reisen kartierte Gorschkow die Epizentren der Erdbeben in der Welt im Maßstab 1:20 000 000, was Teil des physisch-geografischen Weltatlasses wurde.

Seit Anfang der siebziger Jahre leitete der Wissenschaftler alle Forschungen zur seismischen Zoneneinteilung der UdSSR und koordinierte die Arbeit von mehr als 40 wissenschaftlichen und industriellen Organisationen des Landes zu diesem Problem.

Georgij Petrowitsch war Mitglied und Vorsitzender der Arbeitsgruppe des Interministeriellen Rates für Seismologie und Erdbebeningenieurwesen beim Präsidium der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, der Expertenkommissionen von Gosstroy, Gosplan und des Hydroprojekt-Instituts von ME der UdSSR. Er ist Autor von Berichten über Toktogul, Nurek, Ingur, Irganay, Andijan, Kurpsay HPS, Kernkraftwerke, BAM und Dutzende anderer Bauprojekte.

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Im Jahr 1980 wurde Georgij Gorschkow, im Alter von 70 Jahren, mit dem Staatspreis der UdSSR ausgezeichnet. Vier Jahre später starb er in Moskau.

Seit 1949 ist die Karte der seismischen Zonierung ein offizielles staatliches Dokument, das für alle Bauorganisationen und die GOST der UdSSR verbindlich ist.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass man hört, dass Erdbeben nicht vorhergesagt werden können. Die wissenschaftliche Komplexität des Problems besteht darin, dass es zur Kategorie der Prognosen gehört, die auf unvollständigen Informationen, nicht immer erfolgreichen Erfahrungen und unzureichend klaren methodischen Positionen beruhen. Die Welt ist jedoch voll von Dingen, die wir nicht vollständig kennen und verstehen, aber das bedeutet nicht, dass wir aufgeben und akzeptieren sollten, dass ein Scheitern unvermeidlich ist. Jede der in den vergangenen Jahren erstellten allgemeinen Karten für seismische Zonen wird aktualisiert und fragmentiert, wenn die Informationen über Erdbeben zunehmen und die Profilstudien verbessert werden.

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Es werden günstige ingenieurtechnische und geologische Bedingungen für die Erschließung von Erdbebengebieten und von Gebieten ermittelt, die hinsichtlich der Bildung von Erdrutschen, Felsstürzen, großen Felsstürzen, Erdrutschen und Schlammlawinen besonders gefährlich sind. Aus dieser "Gefährdungsprognose" werden klare Regeln und Auflagen abgeleitet, die bei der Erschließung solcher Flächen zu beachten sind.

Heute sagen Wissenschaftler auf der Grundlage von Karten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Südkalifornien in den nächsten 30 Jahren von einem Erdbeben der Stärke 7,0 oder stärker heimgesucht wird, bei 82 % liegt. Der Staat ist dazu verdammt, drei Viertel der für alle nationalen Erdbebenschäden vorhergesagten Schäden zu erleiden. Infolgedessen gibt es in Los Angeles ein Programm zur Renovierung öffentlicher Gebäude, in dessen Rahmen praktisch alle Gebäude einer umfassenden Renovierung unterzogen werden, bei der ein erhöhter seismischer Schutz berücksichtigt wird.

Антисейсмическая стальная защита Университета Беркли
© Антисейсмическая стальная защита Университета Беркли