Die Türkei und Syrien wurden von einem schweren Erdbeben heimgesucht. Dabei gab es Tausende von Toten und Verletzten. Und noch immer liegen Menschen unter den Trümmern. Die Türkei ist besonders erdbebengefährdet. Das Land liegt auf geologischen Bruchlinien. Zwei Erdplatten grenzen aneinander.
Jeden Tag ereignen sich weltweit 8.000 Erdbeben. Die meisten werden durch Bewegungen der Erdkruste verursacht. Aber auch Meteoriteneinschläge, Atomexplosionen, Bergbau oder Gasförderung können ein Erdbeben auslösen. Innovative Technologien – wie Sensoren und künstliche Intelligenz – können helfen, Erdbeben besser vorherzusagen, Opfer zu finden und Schäden an Gebäuden und Straßen zu bewerten. Innovation Origins hat sich in den letzten Jahren mit verschiedenen Arten technologischer Lösungen beschäftigt. Wir zählen die vielversprechendsten auf.
Frühwarnung
Zunächst einmal ist es sehr wichtig, ein Erdbeben vorherzusehen, da dies Leben retten kann. Forscher des University College London und des European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering (EUCENTRE) arbeiten an einem Frühwarnsystem, das vor Erdbeben warnen soll. An einigen Orten in Europa kann eine Warnung bis zu mehr als 10 Sekunden vor einem Beben ausgegeben werden. Dies ermöglicht es den Menschen, sich durch die allgemein empfohlenen Maßnahmen “Fallenlassen, in Deckung gehen und festhalten” zu schützen. Es bietet auch die Möglichkeit, ein gefährliches Gebäude schnell zu verlassen oder einen sichereren Ort im Gebäude zu finden.
Das System besteht aus Sensornetzwerken und mathematischen Modellen, um Erdbeben in Echtzeit zu erkennen. “Die wichtigste Komponente ist ein dichtes Netz von Sensoren mit einer schnellen und robusten Kommunikationsinfrastruktur. Dank des technologischen Fortschritts ist es heute möglich, viele kostengünstige seismische Sensoren zu installieren und bestehende Sensoren kostengünstig aufzurüsten”, sagt die Forscherin Elisa Zuccolo (EUCENTRE).
Lokalisierung des Epizentrums
Nicht nur das erste Erdbeben, sondern auch die Nachbeben sind gefährlich. Die Auswertung von Seismogrammen wird jedoch traditionell von Hand vorgenommen. Dies ist nicht nur zeitaufwändig, sondern hängt auch von der Subjektivität des Seismologen ab. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun einen Weg gefunden, Epizentren von Erdbeben mit Hilfe künstlicher Intelligenz genau zu lokalisieren. Dies ermöglicht eine bessere Vorhersage von Nachbeben, die manchmal größere Schäden verursachen als das erste Erdbeben. Auch physikalische Prozesse werden besser abgebildet.
Die Forscher verwendeten ein neuronales Netz, um die Ankunftszeit seismischer Wellen zu bestimmen. Sie trainierten das Netzwerk mit einem relativ kleinen Datensatz von 411 Erdbeben in Nordchile und konnten Vorhersagen treffen, die mindestens so genau waren wie die manuelle Messung eines erfahrenen Seismologen – und viel genauer als bisherige Algorithmen.
Hilfe für die Verschütteten
Nach Erdbeben oder Gasexplosionen dauert es oft lange, bis die unter Trümmern begrabenen Menschen gefunden und gerettet sind. Damit Rettungskräfte in Zukunft schneller bessere und genauere Informationen über die Situation vor Ort erhalten, entwickeln internationale Wissenschaftler im Rahmen des Forschungsprojekts “Sensorsysteme zur Lokalisierung von Verschütteten in eingestürzten Gebäuden” (SORTIE) ein modulares Drohnen-Sensorsystem.
Vier verschiedene Sensorpakete können an die Drohne angeschlossen werden. Dazu gehören ein “Bioradar” zur Erkennung der Atembewegungen von Verschütteten, eine “Handy-Ortung”, eine “Lasergasmessung” zur Fernerkennung explosiver Luftgemische und eine “Trümmerstrukturanalyse” zur Bewertung der Stabilität von Trümmern.
Kartierung von Schäden an Gebäuden
Nach einem Erdbeben ist es wichtig, auch die Schäden an Gebäuden zu erfassen. Zwei Unternehmer aus Groningen gründeten das Unternehmen StabiAlert im Erdbebengebiet von Groningen. Sie haben unter anderem einen digitalen Sensor entwickelt. Gründer Arjen Miedema: “Damit kann ein Riss über Jahre hinweg aus der Ferne in 3D gemessen werden. Eine Reihe von magnetischen Sensorelementen wird über einem Magneten angebracht und mathematische Algorithmen werden verwendet, um drei Vektoren zu berechnen, die die 3D-Bewegung eines Risses zeigen. Die Sensordaten werden einmal pro Stunde an eine App gesendet. Über die App kann man verfolgen, ob Veränderungen eingetreten sind, und Alarmauslöser einstellen, um Benachrichtigungen zu erhalten.”
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