Der Klang des Schreckens

US-Wissenschaftler haben mit einem neuen Verfahren die seismischen Wellen des japanischen Megabebens des Jahres 2011 in hörbare Frequenzbereiche geholt.

Dem Seismologen Zhigang Peng vom Georgia Institute of Technology ist es gelungen, das Megabeben, das sich am 11. März 2011 vor der japanischen Pazifikküste ereignete, hörbar zu machen. Dazu nutzte der Forscher und sein Team eine neuartige Methode, bei der die seismischen Daten zunächst in Klänge verwandelt wurden. Anschließend wurden sie um ein Vielfaches schneller abgespielt, um auch vom menschlichen Hörorgan, dass nur Frequenzbereiche zwischen 20 und 20.000 Hertz erfassen kann, wahrgenommen zu werden.

Das Ergebnis verknappt ein Ereignis, das zwischen Minuten und Stunden gedauert hat, auf wenige Sekunden. Der Hauptausschlag mit einer Stärke von 9 auf der Richterskala ist nur ein Sechstel einer Minute lang, beschleunigt um das 30fache. "Die Klänge erlauben uns, den Vibrationen der Erde zuzuhören, die normalerweise unhörbar sind", erklärt Peng, der an der School of Earth and Atmospheric Sciences lehrt.

Je nachdem, wo die Seismographen platziert waren, deren Output Peng und sein Team in Klänge verwandelte, hört sich das Beben, das einen Tsunami auslöste und zur Atomkatastrophe von Fukushima führte, sehr unterschiedlich an. Wenn tektonische Platte auf tektonische Platte in der Störungszone aufeinandertrifft, hört man langsam anschwellende Explosionen ebenso heraus wie entfernte Donnerschläge oder Gewitterregen. Der ein oder andere mag gar denken, hier würde ein schwerer Schrank über den Boden gezogen.

In der Realität verschoben sich einige der Platten um bis zu 50 Meter. Unvorstellbare Energiemengen wurden frei. Die verwendeten Daten decken ein halbes Dutzend Stationen in Japan, Taiwan, China und in der Nähe des San-Andreas-Grabens ab.

So eindrucksvoll die Klänge auch sind, die dem Megabeben eine neue Wahrnehmungsdimension geben - Hauptziel von Pengs Arbeit ist ein anderes. Sie soll dabei helfen, Auslösemechanismen und physikalisches Verhalten von Erdstößen besser zu verstehen. "Man kann sich die Höhen- und Amplitudenveränderungen anhören, während man gleichzeitig den Wechsel der seismischen Frequenzen beobachtet", sagt Peng.

Er hat sein Verfahren im Internet offengelegt, so dass es möglich wird, neuere Daten einzuspeisen. Seismische Informationen im sogenannten SAC-Format lassen sich mit der Wissenschaftssoftware Matlab in eine WAV-Audiodatei verwandeln, die dann mit jedem Rechner abgespielt werden kann. In einem weiteren Schritt lassen sich dann einfache Animationen ergänzen, die die ablaufenden Frequenzveränderungen zeigen. Dazu arbeitet Peng gerade an einfachen Werkzeugen, die er ebenfalls über das Internet anbieten will. (bsc)