Trotz aller Debatten über die Existenz von eindeutigen Vorläufersignalen herrscht bei vielen Erdbebenforschern Einigkeit über zwei Annahmen: Wenn es warnende Anzeichen geben sollte, werden sie unauffällig sein, denn alle vermeintlich eindeutigen sind bereits ausgiebig erforscht worden, und sie werden sich in Anomalien im Spannungsverlauf des Gesteins ausdrücken.

Bodenversatz nach Erdbeben © USGS

Forscher des US Geological Survey und der Stanford University fanden 1997 bei der Auswertung seismischer Daten von verschiedenen Erdbeben Hinweise auf eine schleichend langsame Gesteinsbewegung jeweils kurz vor dem Beginn der Beben. Bereits in den achtziger Jahren hatte James Dietrich, heute Leiter der Abteilung Erdbebengefährdung in der USGS, dieses Phänomen mathematisch beschrieben und „premonitory creep“ getauft. Im Labor zeigte ein durchgeteilter Granitblock, dessen zwei Hälften unter hohem Druck gegeneinandergepresst wurden, kurz vor dem Entstehen der Miniaturbrüche ebenfalls diese Kriechbewegung.

Direkt im Freiland belegt wurde eine solches Kriechen erstmals im kalifornischen San Juan Bautista. Dort hatten Dehnungsmesser im August 1997 ein ungewöhnliches Kriechen des Gesteins von nur einem Bruchteil eines Millimeters registriert – unmittelbar über der Stelle, an der rund eine Woche später ein Beben der Stärke 5,1 auf der Richter Skala auftrat. Ob es sich dabei jedoch wirklich um das Phänomen des „premonitory creep“ gehandelt haben könnte, ist allerdings nicht klar.

Am ehesten Aufschluß über die schleichenden Verformungen, die in der Folge der Bewegungen der tektonischen Platten gegeneinander auftreten, geben genaue Vermessungsmethoden. Auf dem Versuchsfeld im kalifornischen Parkfield werden bereits seit geraumer Zeit die Bewegungen der Gesteinsformationen entlang des San Andreas Grabens und angrenzender Störungen mit Hilfe modernster Lasertechnik registriert.

	Laser-Geodimeter zur Erdbebenüberwachung © USGS

Bei den einfachen kommerziell eingesetzten Lasermeßgeräten wird ein Laserstrahl, normalerweise im roten oder infraroten Bereich, von einem auf bestimmten Landschaftstrukturen angebrachten Reflektor zurückgeworfen. Über die Zeit, die das Licht für den Hin- und Rückweg benötigt, kann die Entfernung bei einer Distanz von 10 Kilometern bis auf wenige Millimeter genau berechnet werden. Vorraussetzung für eine so akkurate Messung ist allerdings, daß man den momentanen Luftdruck und die Temperatur der Meßstrecke bis auf ein Millibar bzw. 0,1 °C kennt, um daraus den Streuungsindex der Atmosphäre für die Wellenlänge des benutzten Laserlichts und damit die akkurate Lichtgeschwindigkeit zu berechnen. In der Praxis sind diese Genauigkeiten nur mit großem instrumentellen Aufwand zu erreichen.

In Parkfield hat man daher ein neues System entwickelt, bei dem ein sogenanntes Zweifarb-Geodimeter zwei Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge – im roten und im blauen Bereich – aussendet. Beide Wellenlängen werden von der Atmosphäre unterschiedlich stark gestreut. Die Zeitdifferenz, mit der sie wieder an ihrem Ausgangspunkt eintreffen, steht in direkter Relation zu Temperatur und Luftdruck der Atmosphäre, aus ihr kann daher die genaue Geschwindigkeit ohne aufwendige Zusatzmessungen berechnet werden. Mit Hilfe dieser Methode ermitteln die kalifornischen Seismologen Verformungen der Erdoberfläche auf einer Strecke von einem bis zwölf Kilometern bis auf 0,5 bis 1,0 Millimeter genau.

Die Lasergeodimeter bilden zusammen mit anderen geodätischen Meßmethoden in Kalifornien ein vernetztes System von Meßpunkten, mit dessen Hilfe auch geringste Verschiebungen und Verformungen des Untergrunds im Bereich des San Andreas Grabens registriert werden können.