Das Geheimnis der „Mary Celeste“

Am 4. Dezember 1872 entdeckte die Besatzung der "Dei Gratia", unter den Kommando von Kapitän David Morehouse, unweit der Inselgruppe der Azoren und dem portugiesischen Festland die Brigg "Mary Celeste". Einige der Segel waren zerrissen und das Schiff schien ziellos herumzutreiben. Morehouse beschloss beizudrehen und ein Beiboot auszusetzen. Von der Mannschaft der Mary Celeste, Kapitän Benjamin Briggs, seiner Ehefrau und seiner Tochter und sieben Seeleuten, fehlte an Bord jede Spur. Im Rumpf stand etwas Wasser, einige Ladeluken waren verrutscht, in den Mannschaftskabinen herrschte ein Durcheinander, Navigationsinstrumente des Kapitäns waren verschwunden und das Rettungsboot fehlte. Das Schiff war aber noch seetüchtig und daher war es äußerst seltsam, dass die Mannschaft anscheinend freiwillig von Bord gegangen war. Ein Teil der Mannschaft der Dei Gratia segelte mit der Mary Celeste zurück nach Gibraltar, wo sie eine Belohnung für die Bergung des Geisterschiffes verlangte.

Das spurlose Verschwinden der gesamten Mannschaft der Mary Celeste bleibt bis heute eines der ungelösten Rätsel der Seefahrt. Der November 1872 war durch zahlreiche Stürme auf dem Nordatlantik geprägt und man vermutete zunächst, dass die Mannschaft, als sie das Wasser im Rumpf bemerkte, nahe der Insel Santa Maria, eine der Inseln der Azoren, das anscheinend sinkende Schiff verlassen hatte, um mit dem Rettungsboot an Land zu gelangen. Aber laut Logbuch der Dei Gratia, die nur wenige Tage hinter der Mary Celeste von Nordamerika nach Europa segelte, war die See rund um die Azoren ruhig gewesen. Im Logbuch der Mary Celeste gab es einen letzten Eintrag am 25. November, in Sichtweite der Insel Santa Maria, der ebenfalls von einer Wetterbesserung sprach. 

Im Laufe der Zeit wurden mehr oder weniger plausible Erklärungen vorgeschlagen, die von Meuterei, über einen Überfall von Piraten, Massenhysterie, Seemonster, UFOs und Seebeben reichen.

Marinebiologe David Williams führt Seebeben an, um alle möglichen, rätselhaften Begebenheiten zur See zu erklären. In Dezember 1885 musste die Alhama of Arenda in der Nähe der Azoren aufgegeben werden, nachdem ein Seebeben sie getroffen hatte. Angeblich wurden in 1941 mehrere U-Boote durch ein Seebeben mit Epizentrum zwischen den Azoren und Lissabon beschädigt.
Laut Williams verursachen Erdbeben entlang des Störungssystems, das sich von Portugal aus in den Atlantischen Ozeans erstreckt, Druckwellen, die zu Schäden an Schiffen führen sollen. Entlang der Azoren-Gibraltar-Bruchzone stoßen die Afrikanische und die Eurasische Platte zusammen und hier liegt vermutlich auch das Epizentrum des berühmten Erdbebens das in 1755 auch Lissabon zerstörte.

Auch im Bermuda-Dreieck sollen gewaltige Druckwellen, verursacht durch Unterwasservulkane und Seebeben, Schiffe und Flugzeuge spurlose verschwinden lassen.

Williams schlägt folgendes Szenario vor um das Rätsel der Mary Celeste zu erklären. Das Segelschiff wurde, als es sich den Azoren näherte, durch ein Seebeben getroffen, wobei es zu Schäden am Schiffskörper kam. Briggs wurde panisch und befahl seiner Familie und der Mannschaft in das Rettungsboot zu steigen, in der Hoffnung das rettende Festland, die vulkanische Insel Santa Maria, zu erreichen. Tatsächlich konnten am Bug der Mary Celeste Schäden festgestellt werden. Allerdings kamen herbeigerufene Experten zum Schluss, das Wellen aus den gerade renovierten Schiffskörper große Holzspäne herausgerissen hatten. Des Weiteren gibt es keine Aufzeichnungen eines Erdbebens bei den Azoren in 1872. Williams Erklärung bleibt daher völlig hypothetisch.

Man geht heute eher davon aus, dass die Ladung der Mary Celeste beim Verschwinden der Mannschaft eine Rolle spielte. Die Ladung bestand aus über 1.000 Fässern mit Industriealkohol. Beim Entladen des Schiffes bemerkte man, dass einige Fässer leer waren. Der Alkohol war anscheinend aus den nicht ganz dichten Fässern entwichen. Als die Mannschaft den Geruch von Alkohol im Laserraum bemerkte, lies der Kapitän alle an Bord in das Rettungsboot steigen, vielleicht in der Hoffnung,dass die Alkoholgase verpuffen würden. Als das Seil, mit der das Rettungsboot an die Mary Celeste gebunden war, zerriss, driftete das kleine Boot ab. Die verlassene Mary Celeste driftete mit den Strömungen und den Wind weiter Richtung Portugal, bis sie schließlich entdeckt wurde.

Seismologie und Atomtests

Seit 1996 ist ein weltweiter Kernwaffen-Teststopp gültig, den bis heute 165 Staaten unterzeichnet und 91 ratifiziert haben. Um diesen Teststopp zu überwachen spielt auch die Seismologie eine Rolle (auch der vermeintliche Test von Nordkorea wurden damit entdeckt). Beim ersten Unterwassertest - Kodename "Baker" - eines nuklearen Sprengkörpers wurde klar, dass die erzeugten Druckwellen eine Überwachung von Atomexplosionen möglich machten. Eine Explosion verursacht charakteristisches Wellen, die durch die Erdoberfläche geleitet und von einer Erdbebenwarte erfasst werden können – mit dem heutigen Überwachungsnetz können Sprengungen ab einer Stärke von 1000 Tonnen TNT nachgewiesen werden (als Vergleich, die Atombombe von Hiroshima hatte eine Sprengkraft von 12.500 Tonnen TNT).
 

Im Unterschied zu einem Erdbeben, das entlang einer Störungsfläche entsteht und daher eine bevorzugte "Ausstrahl-Richtung" bei den Erdwellen zeigt, strahlen bei einer Explosion die Erdwellen konzentriert und kreisförmig von einem einzelne Punkt aus (wie ein Stein der in einem Teich geworfen wird). Das Wellenmuster bei einem Erdbeben ist auch komplexer weil es zu Streuungs- und Brechungseffekten kommt (P= Druckzellen, S= Sekundäre Wellen, R= Oberflächenwellen).

Jedoch hat diese Methode auch ihre Grenzen. Die genaue Erfassung einer Atomexplosion hängt von Rahmenbedingungen – wie die Geologie des Testgeländes ab – sind diese Unbekannt oder gibt es keine Erdbebenwarte in der Nähe kann es zu Fehlern in der Abschätzung der Stärke und Tiefe kommen. Dies wurde deutlich als in 1998 bekannt wurde, das Indien und Pakistan mehrere Test durchgeführt hatten, aber die Anzahl und Stärke vom weltweiten Überwachungsnetzwerk unterschätzt wurde. Noch 1963 vereitelte die unsichere Erfassung von Atomtests sogar ein umfassendes Testverbot da es keine Möglichkeit gab die Einhaltung des Verbots zu kontrollieren.

Elektrische Erdbeben

Vor dem 18. Jahrhundert wurden Erdbeben gerne als Erschütterungen von unterirdischen Explosionen erklärt. Eine anscheinend nicht zu weit hergeholte Erklärung. Eine Explosion schien die Beobachtung des Hamburger Konsul in Lissabon, Christian Stoqueler, der das starke Erdbeben von 1755 überlebt hatte, zu erklären:
 

„Zuerst hörten wir ein Rumpeln, wie das Geräusch einer Kutsche, es schwoll immer mehr an, bis es so laut war, wie der Lärm der lautesten Kanone, sofort danach spürten wir den ersten Erdstoß.“
 

Es war bekannt das hochreaktive Minerale, wie Salpeter, Eisen und Wasser, in der Erdkruste vorhanden waren. Wenn diese durchgemischt wurden, zum Beispiel durch einen Erdrutsch, kam es zur Explosion. Auch wurde  angenommen das schwefelige Dämpfe durch Spalten und Höhlen zogen, trafen diese auf erzhaltiges Gestein, genügte ein Funke um das hochexplosive Gemisch zu zünden.
 

„Wie man ein ein künstliches Erdbeben hervorruft. Man nehme 20 Pfund Eisenspäne, füge gleich viel Pfund Schwefel hinzu. Man knete das Ganze mit ein wenig Wasser zusammen….[] ...vergräbt man drei bis vier Fuß tief unter der Erde. Nach sechs oder sieben Stunden wird sich der vorhergesagte Effekt einstellen: Die Erde erzittert, sie bricht auf, und Feuer und Qualm treten aus.“ 

aus einem Lehbruch des französischen Chemikers Louis Lemery, um 1700.
 

In 1756 erkundete der Arzt und Naturgelehrte William Stukeley (1687-1765) die Kohlemine von Whitehaven und stellte fest:
 

„Die Erde besteht im Allgemeinen aus solidem Fels, vielleicht mit kleinen Spalten. Diese Öffnung genügen aber nicht, dass Dämpfe sich so unter der Erde ausbreiten können, um Erdbeben auszulösen. Außerdem gibt es keine Minen für Schwefel, Nitrat oder anderes entzündliches Material in England.“
 

Stukeley schlug als Alternative vor, das Erdbeben durch Elektrizität verursacht werden. Erdbeben, so Stukeley, würden sich bevorzugt in trockenen Ländern oder nach langen Dürren ereignen. In Stukeleys Theorie waren Wolken elektrisch geladenen Körper (in 1752 hatte Benjamin Franklins angeblich sein berühmtes Experiment mit den elektrisierten Drachen, den er in Gewitterwolken steigen ließ, durchgeführt, auf jeden Fall war bekannt das Gewitter elektrisch Phänomene sind) – fehlten sie, wie während einer Dürre, konnte Elektrizität nicht von der Erde in den Himmel abgeleitet werden und sammelte sich an bis zur Erdbeben-Entladung an.
Elektrizität verursachte auch die Symptome die bei vielen Erdbebenopfer beobachtet wurden:
 

„Kopfschmerzen, hysterische oder nervöse Störungen, Koliken. Einige Frauen hätten eine Fehlgeburt erlitten, andere seien sogar gestorben.“
 

Der anscheinend plausible elektrische Ursprung von Erdbeben wurde bald darauf eine der beliebtesten Erklärung für Erdbeben.

Abb.1. Zeitgenössische Darstellung des Erdbebens von Kalabrien (1783), dieses Ereignis wurde heiß diskutierte zwischen den Anhängern der Elektrizitätstheorie und den Anhängern die Erdbeben als unterirdische Explosionen erklärten.

Das Geheimnis der Erdbebenlichter - Gelöst ?

Mulder: Sie glauben so fest an ihr Wissenschaft, Scully. Aber die Dinge, die ich gesehen habe gibt es in ihrer Wissenschaft gar nicht.
Scully: Nichts kann im Widerspruch zur Natur existieren, sonder nur im Widerspruch zu dem, was wir darüber wissen. Und an dem Punkt werden wir anfangen. Dort gibt es Hoffnung.
Akte X, 1996

Erdbebenlichter sind seltsame Leuchterscheinungen die kurz oder während eines Erdbebens auftreten sollen und unterschiedlich beschrieben werden - von weiß-rötlich-blauen diffusem Licht zu Wolken oder Streifen an Himmel zu konkreten "Lichtkugeln"  mit rötlich-weißer Farbe. 

Dokumentiere Augenzeugenberichte reichen mehrere hundert Jahre zurück. Der Irische Ingenieur Robert Mallet (der die seismischen Zonen im Mittelmeer erkannte) publizierte zwischen 1851 und 1855 einen Katalog in dem er solche Leuchtphänomene sogar bis zurück ins Jahr 1606 vor Christus datierte (wobei er Beschreibungen von "Feuersäulen" als Erdbebenleuchten interpretierte). Der frühe Geologe James Hutton berichtet von einem Erdbeben um 1888 bei Christchurch (Neuseeland), wo verschiedene "Leuchterscheinungen" beobachtet wurden - wobei Hutton allerdings keinen Zusammenhang zwischen beiden Phänomene  sieht. 

Der Italienische Naturforscher Ignazio Galli verfasst um 1910 schließlich eine erste Klassifizierungsmethode für Erdbebenlichter.
 

Da lange Zeit jedoch nur Geschichten vorlagen, wurden Erdbebenlichter von Seismologen mehr als Folklore denn als reales Phänomen angesehen.
 

Im Jahre 1973 präsentierte der japanische Geologe Yutaka Yasui neben einer Sammlung von Augenzeugenberichten allerdings erstmals Fotos, die rote und blaue Farbstreifen am Himmel über der japanischen Stadt von Matsushiro zeigten und die zeitgleich mit einem Schwarm kleinerer Beben auftraten. Weitere Fotos folgten, so dass zumindest die Existenz von Erdbebenlichtern heutzutage als gesichert angenommen werden kann. 

Abb.1. Einige der seltenen Fotografien die als echt angesehen werden, Erdbebenlichter beim japanischen Vulkan Kimyo, aufgenommen im September 1966 und die erste publizierte Fotografie des japanischen Geologen Y. Yasui - die Bilder wurden während einer Serie von Erdbeben zwischen 1965-1967, die die japanische Präfektur Nagano trafen, aufgenommen.

Allerdings scheinen Erdbebenlichter nicht unbedingt mit einzelnen Erdbebenereignissen zusammenzuhängen. Leuchtphänomene wurden hunderte Kilometer entfernt vom Epizentrum des Erdbebens und auch Monate vor dem eigentlichen Ereignis beobachtet. 

Bereits sieben Monate vor dem Erdbeben von L´Aquila (6. April 2009) wurden seltsame Lichterscheinungen am nächtlichen Himmel beobachtet bzw. sogar fotografiert, wobei eine große Anzahl sich allerdings im Nachhinein als Planet Venus entpuppten. Als wahrscheinliche "echte" Erdbebenlichter blieben immerhin Berichte von diffusen Wolken, Flammen und Blitze, sowie "Feuersäulen" während des eigentlichen Erdbebens, übrig.

Abb.2. Angebliches Erdbebenlicht das 30 Kilometer südlich von L´Aquila aufgenommen wurde, beinahe ein Jahr (!) vor dem eigentlichen Erdbeben. Das Bild zeigt die andere tyische Erscheinungsform die Erdbebenlichter annehmen können, als "schwebende Feuerkugeln", aus FIDANI 2010.
 
Zurzeit gibt es noch keine befriedigende Erklärung wie es zu diesen Erscheinungen kommen könnte. Die plausibelste klingende Arbeitshypothese nimmt an, dass es sich um einen elektromagnetischen Effekt handelt. Dazu würde passen, dass Augenzeugen von Störgeräuschen bei Funkverbindungen berichten und sogar elektrische Glocken von Telefonen bei Erdstößen zu läuten beginnen bzw. ein Knistern in der Luft zu hören ist. Elektrische Felder oder geladene Teilchen regen - so die Theorie - Luftmoleküle an, das resultierende Plasma erscheint dem Augenzeugen als Leuchterscheinung.
 

Eine jetzt veröffentlichte Studie (THERIAULT et al. 2013) hat die wesentlichen Beobachtungen und Theorien zu diesen Erdbebenlichtern nochmals zusammengefasst und das Verhältnis tektonische Störungen - Leuchterscheinungen untersucht.
 

Gesteine sind normalerweise Isolatoren und leiten keinen elektrischen Strom der nötig ist um ein Feld aufzubauen oder Ionen zu erzeugen. Werden Gesteine unter Druck gesetzt, bzw. bei tektonischen Bewegungen verformt, kommt es zu einem piezoelektrischen Effekt der einen schwachen Stromfluss erzeugen kann. Allerdings ist dieser Stromfluss vernachlässigbar klein.
 

Der deutschstämmige Physiker Friedemann T. Freund publizierte in 1993 die "p-Hole-Theory" die eine effektivere (wenn auch hypothetische) Möglichkeit beschreibt.
Durch tektonische Verformung kommt es zu Gitterfehlstellen in den Quarzkristallen von Gesteinen. Diese Fehlstellen konzentrieren sich entlang der Kristalloberfläche, wo diese "elektrischen Löcher" vorbeiziehende Atome ionisieren. Diese so gebildeten freien Ionen wandern entlang von Störungszonen zu Oberfläche, wo sie aufsteigen und letztendlich die Luftmoleküle ionisieren können - ein Plasma entsteht.

Dazu würde passen das Leuchterscheinungen - so die neue Studie - eher an steilstehenden Störungssysteme (die vielleicht die vertikalen Bewegung der Ionen erleichtert) und an kristallinen (quarzreichen) Gesteinen gebunden zu sein scheinen. Die Leuchterscheinungen treten bevorzugt entlang von Störungssystemen auf, wie sie in Grabenbrüchen und bei Seitenverschiebungen zu finden sind. Im Jahre 1911 wurde zum Beispiel ein Erdbeben bei Ebingen von Leuchterscheinungen begleitet, die sich entlang des östlichen Abhangs des Rheingrabens und im kleineren Hohenzollern Graben konzentrierten.
 

Die Studie scheint einige Punkte früherer Theorien zu bestätigen, ist aber bei weitem nicht eindeutig. 

Wie die Autoren selbst einräumen, ist es schwer von mündlichen Beschreibungen allein eindeutig zu bestimmen, ob es sich um ein "echtes" Erdbebenlicht handelt oder um etwaige Fehlinterpretationen durch den Augenzeugen (z.B. Sterne, Brände, gewöhnliche UFO). Erdbebenlichter werden auch sehr (zu sehr?) unterschiedlich beschrieben, von einfachen diffusen Verfärbungen zu Kugelblitzen zu Feuersäulen, möglicherweise werden hier unterschiedlichste Phänomene, die nichts mit seismischer Aktivität zu tun haben, in einen Topf geworfen. 

Weiteres scheint es seltsam, das ein Phänomen das in Zusammenhang mit Zusammenpressen von Gesteinen steht, gerade in tektonischen Regimes auftreten soll, die durch divergente Kräfte gekennzeichnet werden.
 

Literatur:
 

FIDANI, C. (2010): The earthquake lights (EQL) of the 6 April 2009 Aquila earthquake, in Central Italy. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 10: 967-978
TRAUFETTER, G. (2003): Blitze aus dem Boden. Der Spiegel 42: 204-207

Der Ausbruch des St. Helens

  Zusammenfassung des ursprünglichen Artikels von Scientific American
"May 18, 1980: The eruption of Mount St. Helens"

Am frühen Morgen des 18. Mai 1980 brach der Vulkan St. Helens im amerikanischen Bundesstaat Washington mit einer Wucht aus, die die Erwartungen der Geologen weit übertraf. Ein gewaltiger Erdrutsch an der nördlichen Flanke legte die Magmakammer frei, es kam zunächst zu Dampfexplosionen und dann zu einem gewaltigen pyroklastischen Strom, der über 600 Quadratkilometer Wald niederwalzte.

Die vulkanische Natur des St. Helens war seit 1835 bekannt, als eine kleinere Eruption beobachtet wurde. Allerdings existieren viel ältere indianische Legenden, die den St. Helens als "Feuerberg" beschreiben und berichten, dass er entstand, als sich zwei mächtige Krieger eine Schlacht aus Feuer und Asche lieferten.
St. Helens und andere Vulkane des Cascade Range wurden daher als aktiv erkannt, aber nicht als sonderlich gefährlich eingestuft, da es seit der europäischen Besiedelung nie zu wirklich starken oder gefährlichen Eruptionen gekommen war. Die Untersuchung  der vulkanischen Ablagerungen ließen allerdings gewaltige Ausbrüche erkennen, gekennzeichnet durch Schlammlawinen, pyroklastischen Strömen und Aschewolken.

57 Personen verloren am 18. Mai ihr Leben, darunter auch der Geologe David Johnston, der von seiner Beobachtungsstation als erster die Eruption ankündigte - über Radio funkte er noch "Vancouver, Vancouver, this is it!" 

Das Erdbeben von Kobe

Am frühen Morgen des 17. Januar 1995, um 5:46, wurde die japanische Hafenstadt  Kobe von einem starken Erdbeben aus dem Schlaf gerissen.  Die Infrastruktur der Stadt wurde generell als erdbebensicher angesehen, allerdings starben mehr als 6.000 Menschen an diesem Tag. 

Zwar liegt die Subduktionszone der Philippinischen Platte vor der Küste, allerdings so weit entfernt von Kobe das eine unmittelbare Gefährdung ausgeschlossen wurde. Das Epizentrum des Erdbebens von Kobe lag tatsächlich entlang eines lokalen Störungsystems, unter der Meerenge von Akashi in einer Tiefe von nur 10km. Diese geringe Tiefe erklärt die verheerende Wirkung dieses (für japanische Verhältnisse) normalen Erdbebens mit einer Magnitude von 7.2 - die Energie wurde durch den Festgesteinsockel bis zur Stadt weitergeleitet, die teilweise auf gering verfestigte alluviale und marine Sedimente gebaut wurde. Diese wassergesättigten Böden verflüssigten sich und ganze Gebäude kippten einfach um. Vor allem im Hafenbereich - eine künstlich aufgeschüttete Insel - rutschten ganze Bereiche ins Hafenbecken.

Die meisten Opfer waren allerdings durch den Zusammenbruch der traditionellen japanischen Wohnhäuser zu beklagen. Diese Holzkonstruktionen tragen schwere Ziegeldächer,  bei Erdbeben schwingen diese wie ein Pendel hin und her und die Holzpfeiler brechen, Einwohner werden vom schweren Dach erschlagen.

Das Erdbeben von Kobe war auch eine der teuersten Naturkatastrophen der Neuzeit, mit Schäden von 3,5 Milliarden US-Dollars, Kosten durch den Ausfall der Infrastruktur und vor allem des internationalen Containerhafens nicht mitgerechnet. 


Literatur:

KOKETSU, K.; YOSHIDA, S. & HIGASHIHARA, H. (1998): A fault model of the 1995 Kobe earthquake derived from the GPS data on the Akashi Kaikyo Bridge and other datasets. Earth Planets Space, 50: 803-811

WALKER, B. (1982): Earthquake. Planet Earth. Time Life Books: 154

Können Tiere Erdbeben voraussehen?

 Zusammenfassung des ursprünglichen Artikels von Scientific American
"Can Animals Sense Earthquakes?"

Einer der frühesten Berichte die von einem "unnatürlichen" Verhalten von Tieren vor einem Erdbeben berichten, stammt vom römischen Historiker Aelian, der in 373 vor Christus über die Zerstörung der Stadt Helike berichtet: 5 Tage vor dem Erdbeben flüchtete ein langer Zug aus Ratten, Wiesel, Schlangen und Insekten aus der Stadt. In den folgenden Jahrhunderten folgen immer wieder Geschichten mit ähnlichem Ablauf: unerklärliches oder unruhiges Verhalten von Tieren bald darauf gefolgt von einer Katastrophe. 

 Abb.1. Viele Zeitungen (hier P.M. 6/2003), Dokumentation und vor allem Internetseiten publizieren gerne die Idee das Tiere Erdbeben vorausahnen können (am liebsten mit einem paranormalen Sinn, der ihnen praktischer weise auch andere zukünftige Katastrophen verrät), allerdings sind meistens die ins Feld geführten Ereignisse oder Anekdoten schlampig zusammengetragen und die Argumente fußen auf falsch verstandener Wissenschaft.

Eine besonders lange Tradition verbindet Tiere und Erdbeben im alten China und Japan (letzteres importierte teilweise auch Mythen vom chinesischen Festland). Nach japanischer Tradition ist der Verursacher von Erdbeben ein riesiger Katzenwels, auf dessen Rücken die japanischen Inseln liegen, allerdings gibt es auch ältere Legenden die Katzenwelse als warnende Vorboten von Erdbeben darstellen, bzw. indem der Wels die gefürchteten Wasserdrachen verspeist auch Erdbeben verhindern kann.
Laut alten Berichten wurde tatsächlich vor den großen Erdbeben von Tokio in 1855 und 1923 ein seltsames Verhalten der Katzenwelse beobachtet: diese sonst trägen Fische schwammen aufgeregt an der Wasseroberfläche und waren somit leichte Beute für die Fischer. Auch vor dem Erdbeben von Tohoku im April 2011 soll laut Erzählungen von Fischern die Fangmenge von Tintenfischen Monate vor dem Erdbeben ungewöhnlich hoch gewesen sein, allerdings weisen Marinbiologen darauf hin dass eher die ungewöhnlich milden Temperaturen in diesem Zeitraum eine Rolle spielten.

In 1970 veröffentlichten chinesische Behörden ein Leitfaden in dem ungewöhnliches Verhalten von 58 Tierarten beschrieben wurde, und das als Vorwarnzeichen für ein Erdbeben gedeutet wurde. Besonders von Nagetieren, Fledermäusen und Schlangen wurde angenommen dass sie besonders sensibel auf drohende Gefahr reagierten (Abb.2. & 3. Nach 1970 publizierten die chinesischen Behörden verschiedene Schautafeln auf denen ungewöhnliches Verhalten von Tiere vor einem Erdbeben dargestellt wurden: Pferde werden unruhig und lassen sich kaum beruhigen, Nagetiere wie Ratten werden am helllichten Tag in offenen Räumen beobachtet oder flüchten und Fische sind dermaßen unruhig, dass sie aus dem Wasser springen).

Im Februar 1975 wurde beobachtet wie Schlangen aus ihren Winterschlaf-Verstecken krochen und im Freien erfroren. Die zuständigen Behörden beschlossen die Stadt Haicheng zu evakuieren. Tatsächlich ereignete sich am 4. Februar 1975 ein Erdbeben, mehr als 1.000 Personen wurden getötet, aber im Verhältnis zu der dicht besiedelten Region wurde diese Zahl als großer Erfolg der "Tierprognose" angesehen. Allerdings ereignete sich nur ein Jahr später ein Erdbeben, das mehr als 600.000 Opfer verursachte. Anschließende Untersuchungen ergaben dass es Berichte über ungewöhnliches Tierverhalten gegeben hatte, sich aber Niemand in den Behörden dafür zuständig gefühlt hatte.
Noch bei den Erdbeben von Virginia in diesem Jahr berichteten die Zeitungen ausgiebig über das seltsame Verhalten der Tiere im Zoo von Washington - einige kletterten auf Bäume Augenblicke bevor das Erdbeben von dem Zoopersonal gefühlt wurde. Großes Medienecho fand auch die Geschichte der Kröten die das Erdbeben in L´Aquila am 6. April 2009 "vorhergesehen" hatten.

Das Problem mit dieser (lange noch nicht vollständigen) Liste ist ihr anekdotenhafter Charakter - die meisten ungewöhnlichen Verhaltensweisen der Tiere  sind im Nachhinein niedergeschrieben worden. Es lässt sich kaum überprüfen ob das Verhalten dass von so vielen Beobachtern als ungewöhnlich empfunden wurde, auch unter anderen Umständen, also ohne Erdbeben, als bemerkenswert angesehen worden wäre. Viele Anekdoten werden auch völlig aus dem Zusammenhang von leichtgläubigen Journalisten wieder und wieder zum besten gehalten: die chinesische Stadt von Haicheng war berühmt-berüchtigt für vergangene Erdbeben, die Evakuierung wurde bereits im Dezember 1974 vor allem wegen der Monate lang spürbaren Vorbeben beschlossen, allein in den letzen 72 Stunden vor dem 4. Februar erfolgten mehr als 500 Vorbeben. Die Schlangen reagierten keineswegs aus heiterem Himmel auf ein unerklärliches Ereignis, aber auf die starke seismische Aktivität.

Allerdings lassen diese Anekdoten immerhin zu, dass wir eine Hypothese aufstellen: Gibt es geophysikalische Prozesse vor einem Erdbeben die von Tieren wahrgenommen werden können und auf die sie reagieren?

Es gibt sicherlich nicht spezielle Sinnesorgane die nur auf ein mögliches Erdbeben ausgerichtet sind - es hätte wenig evolutionärer Sinn, vor allem für kleine oder territoriale Tiere die von einem großräumigen Erdbeben sowieso nicht flüchten könnten (da wären Sinne gegen Steinschlag oder Bergstürze schon sinnvoller).

Glaubt man der Literatur kann das ungewöhnliche Verhalten von Tiere vor einem Erdbeben grob in zwei Kategorien eingeteilt werden: kurzfristige Reaktion -Sekunden bis Stunden- und langfristige Reaktionen, Tage bis Wochen vor dem Ereignis.

Für kurzfristige Reaktionen gibt es verschiedene Erklärungsversuche, die sich auf die unterschiedliche Geschwindigkeit von Erdbebenwellen stützen. Primäre Wellen sind im Schnitt 1,6x schneller als die stärkeren Sekundärwellen. Von vielen Tieren ist bekannt dass sie Vibrationen oder Infraschall wahrnehmen können, besonders Elefanten sind bekannt dafür dass sie Infraschall als Kommunikationsmittel einsetzen und langwelligen Frequenzen über ihre Füße wahrnehmen können. Weiters ist es möglich dass Tiere hören (immer im Bereich von Infraschall) wenn sich z.B. ein Tsunami nähert, da Schallwellen in der Luft um einiges schneller sind als die Materiewellen im Wasser.

Langfristige Reaktionen sind um einiges schwieriger zu erklären.
Fische und Vögel können Änderungen in elektrischen und magnetischen Feldern wahrnehmen. Es wurde vorgeschlagen, dass piezoelektrische Effekte in unter Spannung stehenden Gesteinen zu Variationen im lokalen Erdmagnetfeld führen, allerdings sind die gemessen Veränderungen sehr gering.
1993 schlug der deutsche Physiker Friedemann Freund vor, dass bestimmte Tiere wie Schlangen auf Infrarotstrahlung reagieren, die von bestimmten Gesteinen ausgesendet werden wenn sie unter hohen Belastungen stehen. Tatsächlich konnten großräumige Variationen im Infrarotbereich während des Erdbebens vom 21 Jänner 2001, dass die indischen Stadt Bhuj traf, gemessen werden.
Die "p-Hole-Theory", ebenfalls von Friedemann formuliert, beruht auf die Beobachtungen von starken elektrischen Entladungen in Form von Erdbebenleuchten vor einem Erdbeben. Piezoelektrische Effekte, wie sie früher oft vorgeschlagen wurden, sind viel zu schwach um diese Entladungen zu erklären. Die p-Hole-Theory schlägt einen effektiveren Mechanismus vor, bei dem geladenen Fehlstellen in den Kristallgittern der Minerale Sauerstoffatome ionisieren. Diese Ionen werden ins Grundwasser abgegeben oder gelangen in die Atmosphäre wo sie das Erdbebenleuchten verursachen.
In 2010 und 2011 publizierten Zoologen mithilfe dieser Arbeitshypothese einen Erklärungsversuch für das anscheinend unerklärliche Verhalten der Kröten in einem künstlichem Speicherbecken in der Nähe des Epizentrums des Erdbebens von L´Aquila. Die freien Sauerstoffionen hätten die Wasserchemie der Quellen und Zuflüsse verändert und die empfindlichen Amphibien hätten auf diese Veränderungen der Wasserchemie reagiert.

Abb.4. Die Beobachtungen von GRANT et al. wenige Tage vor und nach dem Erdbeben von L´Aquila am 6. April 2009. Die Untersuchungen hatte eigentlich die Aufgabe das Paarungsverhalten der gemeinen Kröte (Bufo bufo) zu untersuchen, allerdings verschwanden die Kröten plötzlich und tauchten erst nach dem Erdbeben und mit Vollmond wieder auf.  Um ihre Arbeitshypothese zu untermauern nutzte Grant Störungen in der Ionosphäre aus, die möglicherweise mit der Freisetzung von geladenen Sauerstoffatomen aus dem Untergrund zusammenhängen. Nach dem vorgeschlagenen Szenario fallen Störungen in der Ionosphäre mit der verstärkten Freisetzung von Ionen zusammen, die sich durch geophysikalische Prozesse im Untergrund bilden Die freigesetzten Ionen beeinflussen wiederum die Wasserchemie und den Lebensraum  der Kröten. Die Kröten reagierten daher indirekt auf geophysikalische Prozesse verursacht durch die Ansammlung von tektonischen Stress, der schließlich mit dem Erdbeben am 6. April freigesetzt wurde.

Es muss gesagt wurden dass dies alles hypothetische Mechanismen sind, die nur teilweise im Labor - unter kontrollierten Bedingungen - beobachtet wurden. Die meisten "Tierversuche" während eines Erdbebens erfolgten, wie der Fall mit den Kröten, durch Zufall. Es kann nicht ausgeschlossen werden dass die Tiere auf andere Umweltfaktoren reagierten, wenn zufällig das Erdbeben erfolgte. Die wenigen Fälle bei denen ein Erdbeben während einer Beobachtungsreihe in einem Labor erfolgte sind widersprüchlich: manche Wissenschaftler sprachen von Veränderungen im Verhalten, viele beobachteten gar nichts oder sprechen von einem "ungewöhnlichem" Verhalten, dass allerdings im kompletten Widerspruch zu anderen "Beobachtungen" steht. Möglicherweise auch eine Folge der Frage was man überhaupt als ungewöhnliches Verhalten klassifizieren sollte.

Rein physiologisch scheint es möglich dass bestimmte Effekte vor einem Erdbeben erfolgen können (aber nicht müssen, wie Vorbeben oder Änderungen des Grundwassers, die bei weitem nicht bei allen Erdbeben beobachtet wurden) die auch von Tieren wahrgenommen werden könnten - allerdings ist nicht klar ob Tiere auf diese Variationen auch mit deutlichen Veränderungen ihres Verhaltens reagieren. Bis zur Klärung dieser Fragen können Tiere allein nicht als "Prognose" für das Erdbebenrisiko herangezogen werden.

Literatur:

BHARGAVA, N.; KATIYAR, V.K.; SHARMA, M.L. & PRADHAN, P. (2009): Earthquake Prediction through Animal Behavior: A Review. Indian Journal of Biomechanics: Special Issue NCBM 7-8: 159-165
GRANT, R.A. & HALLIDAY, T. (2010): Predicting the unpredictable; evidence of pre-seismic anticipatory behaviour in the common toad. Journal of Zoology 281(4): 1-9
GRANT, R.A.; HALLIDAY, T; BALDERER, W.P.; LEUENBERGER, F.; NEWCOMER, M.; CYR, G. & FREUND, F.T. (2011): Ground Water Chemistry Changes before Major Earthquakes and Possible Effects on Animals. Environmental Research and Public Health 8: 1936-1959
IKEYA, M. (2004): Earthquakes and Animals: From Folk Legends to Science; World Scientific, London: 295
KIRSCHVINK, J.L. (2000). Earthquake Prediction by Animals: Evolution and Sensory Perception, Bull. Seism. Soc. Am. 90(2): 312-323
SCHNYTZER, Y. (2011): Animal Modeling of Earthquakes and Prediction Market. Working paper
TONG, K. (1988): Abnormal Animal Behavior and the Prediction of Earthquakes. Master Thesis Dep. Earth Sciences Northeastern Illinois University.

WALKER, B. (1982): Earthquake. Planet Earth. Time Life Books: 154