Es ist kaum möglich, einen Bericht über die Auffindung der Conrad-Diskontinuität zu geben, ohne die Anfänge und die Entwicklung der seismischen Forschung im Bereich der Donaumonarchie zu erwähnen. Denn alle bedeutenden seismischen Entdeckungen der Jahre zwischen 1900 und 1930 sind Folgeerscheinungen verschiedener Umstände, die die Entwicklung der Seismik in Österreich begünstigten.
Der auslösende Anlass war das Laibacher Erdbeben vom 14.4.1895, das wegen seiner Schadensfolgen, aber auch wegen der damals schon grossen Publizität derartiger Ereignisse durch Presseberichte, das Interesse der Öffentlichkeit besonders erregte.
Für die kaiserliche Akademie der Wissenschaften war dieses Beben nur der Anlass, eine eigene Erdbebenkommission einzusetzen, deren erster Obmann der bekannte Geologe E. Suess war. Die Einsetzung dieser Kommission hatte dreierlei Folgen. Zunächst setzte eine sehr rege Tätigkeit auf makroseismischem Gebiet ein. Es wurden Berichte über historische Beben gesammelt und auch die rezente Bebentätigkeit auf dem Gebiete der Monarchie durch Einsetzung von Erdbebenreferenten für die einzelnen Kronländer zu überwachen versucht. Vorwiegend beschäftigten sich damals Geologen mit makroseismischen Untersuchungen. Zum zweiten aber sollte auch ein mikroseismischer Dienst eingerichtet werden. Dies war eine nicht leicht zu lösende Aufgabe, weil es damals noch keine einwandfreien Seismographen und natürlich auch keine Erfahrungen über den richtigen Betrieb mikroseismischer Stationen gab. Am wichtigsten aber war drittens, dass durch die Einsetzung der Erdbebenkommission die Kontinuität der seismischen Forschung gesichert wurde und die Akademie für den Anfang Mittel für die Einrichtung mikroseismischer Stationen zur Verfügung stellen konnte.
An sich ist aber die Akademie der Wissenschaften kein Organ der Exekutive, sondern im allgemeinen nur geeignet, Initiativen einzuleiten. Die Akademie war daher bestrebt, schon vorhandene wissenschaftliche Institutionen für den regelmässigen makro- und mikroseismischen Dienst zu gewinnen.
Auf Beschluss der Akademie wurden zunächst seismische Stationen in Wien, Triest, Laibach, Kremsmünster und Leinberg eingerichtet. In Zusammenhang mit dem Gegenstand dieses Artikels ist nur die Entstehungsgeschichte des seismischen Observatoriums in Wien von Bedeutung.
Zunächst wurde der Versuch gemacht, die Mikroseismik an der Universitäts-Sternwarte unterzubringen. Als der Versuch - wohl wegen der Verschiedenartigkeit der erforderlichen Dienstleistungen - dort nicht zum Erfolg führte, fiel die Wahl der Akademie auf die Zentralanstalt für Meteorologie, die selbst durch die Akademie gegründet war. Hier waren günstige Bedingungen vorhanden, weil sich in der Übernahme des seismischen Dienstes nach Einstellung des erdmagnetischen Betriebes ein neues Arbeitsgebiet als Ersatz anbot.
In dieser Zeit der Umbildung und Erweiterung des Dienstbetriebes an der Zentralanstalt trat im Jahre 1901 V. Conrad, der bei F. Exner und L. Boltzmann theoretische und Experimentalphysik gehört hatte, in die Dienste der Zentralanstalt.
Als im Jahre 1904 mit Erlass des zuständigen Ministeriums der Zentralanstalt, die von da ab die Bezeichnung "Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik" führte, der Erdbebendienst offiziell übertragen wurde, musste auch die Stelle eines Seismikers geschaffen werden. Die Aufgabe, den mikroseismischen Dienst und ein den damaligen Bedürfnissen entsprechendes Observatorium einzurichten, wurde Conrad übertragen.
Das Hauptinstrument des Observatoriums war ein Horizontal-Seismograph nach Wiechert mit einer Masse von 1000 kg und einer durchschnittlichen Eigenperiode von 10 sec; im Jahre 1908 wurde auch nach einer Studienreise Conrads nach Göttingen noch ein Vertikal-Seismograph von 1200 kg Masse angeschafft und in Betrieb genommen.
Die Akademie der Wissenschaften hatte zwei Wiechert-Horizontal-Seismographen angekauft. Diese wurden zuerst in einem Bergwerk bei Pribram (Böhmen), an der Erdoberfläche und in einer Tiefe von rund 1000 m aufgestellt. H. Benndorf wollte mit Hilfe dieser Aufstellung Einflüsse der Erdkruste auf die Ausbreitung der Bebenwellen untersuchen. Die theoretischen Überlegungen führten zur Aufstellung des Benndorfschen Satzes, der von grundlegender Bedeutung für die weitere Entwicklung der Seismik war, da durch ihn Strahlbahn-Parameter aus der Tiefe mit unmittelbar an der Erdoberfläche beobachtbaren Grössen verbunden werden. Die Beschäftigung mit seismischen Problemen endete, als Benndorf eine Lehrkanzel für Physik an der Universität Graz erhielt. Er sorgte aber dafür, dass im Institutsgebäude ein Wiechert-Horizontal-Seismograph aufgestellt wurde und übernahm auch den mikroseismischen Dienst.
Conrad war um den weiteren Ausbau des seismischen Observatoriums Wien bemüht. Sein Ziel war, die Station so auszurüsten, dass alle Beben des Nahbebenbereiches aufgezeichnet werden könnten. Dazu baute er einen empfindlichen Seismographen mit einer Masse von 4000 kg, einer Eigenperiode von 2 sec und einer statischen Vergrösserung von 400, der eine Horizontalkomponente aufzeichnete. Für starke Nahbeben hingegen liess er ein kleines unempfindliches Pendel bauen, das übrigens auch heute noch - mit unwesentlichen Abänderungen am Laufwerk - in Betrieb ist.
Seine Aufmerksamkeit galt in erster Linie der Erforschung von Nahbeben, und dafür suchte er das zur Erfassung der Nahbeben erforderliche Rüstzeug zu schaffen. Doch konnte er die Früchte dieser Vorbereitungsarbeiten zunächst nicht ernten. Denn im Jahre 1910 wurde er zum ao. Professor für kosmische Physik an der Universität Czernowitz ernannt und verliess seine bisherige Wirkungstätte. In Czernowitz fand er wenig Gelegenheit, sich mit seismischen Problemen zu beschäftigen.
Im Jahre 1909 veröffentlichte A. Mohorovicic [c mit Haschek bzw. mit Akzent] seine Untersuchungen des Bebens vom 8. Oktober 1909. Sie enthält die Feststellung einer inneren Grenzfläche, der nach ihrem Entdecker benannten Mohorovicic-Fläche [cic mit Akzenten]. Etwa zur gleichen Zeit legten die Arbeiten von E. Wiechert, K. Zöppritz und B. Gutenberg auch die Kerngrenze fest. Die Arbeit von Mohorovicic definiert physikalisch die Kruste. Die Struktur des Erdkörpers ist in ihren Grundzügen festgelegt.
Der Erste Weltkrieg war für Conrad von einschneidender Bedeutung. Bei der Besetzung der Bukowina verlor er durch Plünderung einen grossen Teil seiner beweglichen Habe, vor allem litt auch seine Bibliothek. Er war während des Krieges als Leiter von Feldwetterstationen in militärischer Dienstleistung tätig. Nach dem Zerfall der Monarchie konnte er seine restlichen Besitztümer nach Wien retten, 1920 wurde er wieder in die philosophische Fakultät der Universität Wien aufgenommen, wo er Vorlesungen über Klimatologie, sein zweites Hauptarbeitsgebiet, hielt. Überdies wurde ihm wieder der mikroseismische Dienst an der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik übertragen, und damit kehrte er an die Stätte seines früheren Wirkens zurück. Dass er die Beschäftigung mit den Problemen der Seismik dauernd aufrecht erhalten hatte, bezeugt der Artikel in der Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften (Conrad, 1922).
Nach Wiederaufnahme seiner Tätigkeit im mikroseismischen Dienst galt die Aufmerksamkeit Conrads wieder in erster Linie den Nahbeben. Schon A. Mohorovicic hatte darauf hingewiesen, dass im Krustenbereich noch weitere Diskontinuitäten vorhanden sein könnten. Die Untersuchung von Nahbeben stösst aber auf zwei Schwierigkeiten. Geeignete Nahbeben sind im ostalpinen Raum nicht sehr häufig; mikroseismische Stationen in der näheren Umgebung der Herdgebiete sind gleichfalls unzulänglich verteilt. Im Bundesgebiet von Österreich gab es damals nur drei Stationen: in Wien, Graz und Innsbruck. Vom deutschen Raum abgesehen, waren im Süden und Osten nur wenige brauchbare Registrierstationen vorhanden. Es ist auch zu berücksichtigen, dass damals die Zeitgenauigkeit der Aufzeichnungen nicht immer befriedigen konnte. Conrad war dabei noch insofern in einer recht günstigen Lage, weil er sich als Herausgeber von "Gerlands Beiträgen zur Geophysik" dank seiner persönlichen Beziehungen leicht überall das erforderliche Material verschaffen konnte.
Das erste von ihm bewusst im Hinblick auf die Aufsuchung von weiteren Grenzflächen im Krustenbereich bearbeitete Beben war das Tauernbeben vom 28. November 1923. Dieses Beben hatte ein ausgedehntes Schüttergebiet mit relativ geringer Epizentralintensität. Dies deutete auf einen relativ tiefliegenden Herd hin. Die Untersuchung der Laufzeitkurven ergab eine Herdtiefe von 26 km als wahrscheinlichsten Wert.
Unter den P-Wellen findet Conrad Einsätze, die er einer neuen Laufzeitkurve zuordnen konnte und die er als P*-Phase bezeichnete. Zu ihrer Erklärung wäre am einfachsten eine neue Diskontinuitätsfläche anzunehmen. Doch sollte dies nur ein hypothetischer Hinweis sein, da auch eine andere, wenn auch wesentlich kompliziertere Erklärung möglich wäre. In zwei Abhandlungen teilt Conrad das Ergebnis seiner Untersuchungen mit (Conrad, 1925, 1926).
Eine volle Bestätigung der Hypothese, dass die P*-Welle durch eine neue Grenzfläche erzeugt wird, lieferte die Untersuchung des Schwadorf er Bebens vom 8. Oktober 1927. Die Epizentraldistanz dieses Bebens betrug von der Bebenwarte aus gerechnet 26 km, die Herdtiefe 28 km. Aus den Angaben von 24 Stationen mit Distanzen von 26 km - 1268 km konnte nun die P*-Welle verifiziert und auch die zugehörige S*-Welle festgestellt werden, die schon vorher H. Jeffreys bei zwei englischen Beben festgestellt hatte. Es war ein glücklicher Umstand, dass die Beben, die zur Feststellung der P*-Einsätze führten, so rasch aufeinander folgten und auch beide ziemlich tief liegende Herde hatten. Eine ausführliche Diskussion der Untersuchungsergebnisse dieses Bebens veröffentlichte Conrad in Gerlands Beiträgen (Conrad, 1928). Mit Recht fügte er im Untertitel dieser Arbeit "Ein Beitrag zur Kenntnis der Konstitution der oberen Erdkruste" hinzu. Interessant sind die Angaben über die Auftauchdistanzen der P*-Phase bzw. die Angaben über die Tiefenlage der Diskontinuität. Man darf nicht vergessen, dass damals der Gedanke, dass diese Diskontinuitätsflächen in verschiedenen Gebieten der Erde verschiedene Tiefenlagen haben könnten, noch ungewöhnlich war. Mit dieser Arbeit war die Existenz der Conrad-Diskontinuität im Verein mit den Untersuchungen von Jeffreys, Gutenberg und Matuzawa, der die Existenz der P*-Phase auch für japanische Beben nachwies, sichergestellt.
Im April 1934 wurde Conrad nach dem Verbot der sozialdemokratischen Partei vom Dienst enthoben und mit Wartegebühr beurlaubt. Der damalige Direktor der Zentralanstalt, Prof. W. Schmidt, beauftragte mich mit der Übernahme des seismischen Dienstes, und in zwei Stunden übergab mir Prof. Conrad seine Agenden mit dem Rat: "Werten Sie zunächst frühere Beben aus und vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit den meinen." Dies war tatsächlich der einfachste Zugang zur praktischen Seismologie.
Im Jahre 1938 musste dann Conrad emigrieren und kehrte auch nach 1945 nicht nach Wien zurück, da ihm die europäischen Verhältnisse zu unsicher erschienen. In Amerika arbeitete Conrad auf seinem zweiten Hauptarbeitsgebiet: der Klimatologie und Bioklimatologie. Er erhielt in den USA auch mehrere Regierungsaufträge. Einen kurzen Überblick über sein Leben und Wirken gibt ein Nachruf (Steinhauser u. Toperczer, 1963).
Literatur
Conrad, V.: Dynamische Geologie. Enzyklopädie der mathematischen
Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen 6, 1B,
397-496 (1922).
Conrad, V.: Laufzeitkurven des Tauernbebens vom 28.11.1923. Mitt.
d. Erdbebenkommission der Akademie der Wissenschaften, Wien,
N.F. Nr. 59, 1925.
Conrad, V.: Laufzeitkurven eines alpinen Bebens. Z. Geophys., 2,
34-35 (1926).
Conrad, V.: Das Schwadorfer Beben vom 8. Oktober 1927. Gerlands
Beitr. Geophys. 20, 24O-277 (1928).
Steinhauser, F., Toperczer, M.: V. Conrad. Arch. Meteor. Geophys.
Bioklim., Serie A, 13, 283-289 (1963).