Im August 2023 lösten sich 14.000 Kubikmeter Sandstein und Schiefer von einem Hang in den französischen Alpen. Dieser Felssturz bei La Praz sperrte eine Straße und eine wichtige Eisenbahnstrecke zwischen Frankreich und Italien mindestens bis Ende 2024.
Viele Systeme zur Überwachung instabiler Hänge verlassen sich ausschließlich auf Messungen der Bodenverformung. Sie nutzen Informationen darüber, wie stark sich die Oberfläche eines Hangs bewegt, um vorherzusagen, wann dieser vollständig nachgeben wird. Eine solche Sicherheitsüberwachung wird am Standort La Praz seit 2006 durchgeführt. Aber Veränderungen an der Oberfläche geben keinen Aufschluss über die Stabilität oder Steifheit eines Hangs.
In einem neuen Studie veröffentlicht in Geophysikalische ForschungsbriefeBottelin und Baillet kombinierten Daten zur Deformationsüberwachung des Standorts mit Daten zur passiven seismischen Überwachung, die sie in den zehn Jahren vor dem Erdrutsch gesammelt hatten.
Indem sie über einen Zeitraum von zehn Jahren die Bodenschwingungen des Hangs aufzeichneten, sammelten sie Informationen über die Grundresonanzfrequenz des Hangs, also die Frequenz, mit der das Bodenmaterial natürlich schwingt. Diese Frequenz ändert sich in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, unter anderem der Steifheit des Bodenmaterials.
Die Überwachung der Bodenverformung ergab, dass der Hang zwischen 2012 und 2018 stabil war. 2018 bildete sich dann ein 0,15 Meter breiter Riss, und jahreszeitliche Veränderungen wie schwankende Niederschlagsmengen trugen in den darauffolgenden Jahren zu geringfügigen Verschiebungen bei. Im Jahr 2023 stieg die Verformungsrate von 0,3 auf 1,5 Zentimeter pro Tag. 15 Stunden vor dem Felssturz beschleunigte sie sich auf 20 Zentimeter pro Tag.
Die passive seismische Überwachung lieferte zusätzliche Informationen über das Verhalten von La Praz, die durch die Überwachung der Oberflächenverformung nicht erfasst werden konnten. In den sechs Monaten vor dem Einsturz stellten die Forscher einen Rückgang der Grundresonanzfrequenz des Hangs um 24 % fest, was darauf hindeutet, dass der Hang weniger steif wurde.
Die Forscher vermuten, dass die Überwachung der Grundresonanzfrequenz eines aktiven Felshangs zusammen mit der Bodenverformung ein vollständigeres Bild des Hangverhaltens liefern und dabei helfen kann, Einstürze vorherzusagen, was zum Schutz von Leben und Existenzgrundlagen beitragen könnte.
Mehr Informationen:
P. Bottelin et al, Ursprüngliche Einblicke in Schädigungsprozesse von Felshängen bis zum Einsturz durch passive seismische Überwachung, Geophysikalische Forschungsbriefe (2024). DOI: 10.1029/2024GL109139
Diese Geschichte wird mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.