Dem Auftreten von Erdbeben im Vogtland kommt, wie wir heute wissen, im Vergleich zu anderen Gebieten in Deutschland eine besondere Aufmerksamkeit zu. Dafür sind vor allem zwei Ursachen verantwortlich: die zeitliche Aufeinanderfolge, die oft die Form von Erdbebenschwärmen bevorzugt, und die räumliche Anordnung, welche zeigt, dass das Vogtland ein nahezu in sich abgeschlossenes Herdgebiet ist, umgeben von nur schwacher seismischer Aktivität. Diese Besonderheiten weckten schon seit mehreren Hundert Jahren das Interesse an der Beobachtung dieser Erdbeben und heute für deren Erforschung.

Im Ablauf der Zeit regten besonders markante Wahrnehmungen die Beschäftigung mit den vogtländischen Erdbeben an. Sie führten 1875 zur Einrichtung eines organisierten makroseismischen Beobachtungnetzes, 1962 zur Installation der lokalen mikroseismischen Überwachung und 1985 zur Intensivierung der instrumentellen Beobachtungen. Fortschritte in der Entwicklung von Seismographen und der Registriertechnik erreichten das Vogtland immer sehr rasch. Am Anfang gestatteten sie, makroseismische Wahrnehmungen zu kontrollieren und zu ergänzen, und heute, nach Einführung der digitalen Registrierung und dem Einsatz von- Computern, ist die präzise Ortung der Erdbebenherde und die Bestimmung der Vorgänge im Herd vorrangig. Die intensive Beschäftigung mit den Erdbeben im Vogtland ging meist von einem Ort aus. Vor dem Ersten Weltkrieg war es unter Hermann Credner (1841-1913) Leipzig, nach dem Zweiten Weltkrieg, zunächst im Verständnis einer wissenschaftlichen Fortsetzung der Reichsanstalt für Erdbebenforschung, war es Jena, und seit Mitte der achtziger Jahre überwiegt die nationale und internationale Kooperation zwischen Einrichtungen in Bayern, Sachsen, Thüringen und Tschechien.

Frühe makroseismische Beobachtungen

Die älteste bislang bekannte Erwähnung eines Erdbebens aus dem Vogtland stammt aus dem Jahre 1523 (s. Jacobi 1885). Über lange Zeit hinweg war die Überlieferung von makroseismischen Beobachtungen ziemlich zufällig und wahrscheinlich vor allem auf starke Ereignisse beschränkt. Veranlasst durch die starke, aktuelle seismische Aktivität beschrieb Knett (1899) den Hartenberger Erdbebenschwarm von 1824. Das Verdienst, erstmalig in systematischer Weise aktuelle Beobachtungen gesammelt und ausgewertet zu haben, gebührt Hermann Credner. Durch Zeitungsaufrufe verschaffte er sich für das Beben vom 23. Nov. 1875 umfangreiches makroseismisches Material. Das Jahr 1875 kann als Beginn eines sächsischen Erdbebendienstes angesehen werden. Credner gewann im Laufe der Zeit bis zu 52 Erdbebeninspektoren, Personen vorwiegend mit gehobenem Bildungsstand und zumindest lokaler Reputation, die ehrenamtlich tätig waren und jeweils aus bestimmten Gebieten Meldungen über makroseismische Wahrnehmungen sammelten und weiterleiteten. Diese lockere Organisationsform bewährte sich, als zwischen 1897 und 1908 vorwiegend konzentriert auf drei starke Schwärme 1897, 1903 und 1908 mehrere Tausend Erdbeben gespürt wurden, die von Credner und dann später von Franz Etzold (1858-1928) bearbeitet wurden.

Instrumentelle Ergänzung von makroseismischen Daten

An der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert setzte die Entwicklung physikalisch fundierter seismischer Instrumente vehement ein. Sie wurde auch für das Vogtland bedeutsam, in welchem seit 1897 eine aussergewöhnliche Phase seismischer Aktivität beobachtet wurde. Die erste seismische Station, an der 1903 erstmals Erdbeben aus dem Vogtland registriert wurden, war Leipzig (eingerichtet 1902 auf Betreiben von Credner). Als weitere Stationen folgten Göttingen (s. Siebert 1997) und Jena, wo Rudolf Straubel (1864-1943) der Initiator war. Die häufigen lokalen Erdbeben waren der unmittelbare Anlass, auch im Epizentralgebiet kleine Nebenstationen einzurichten, so 1905, wiederum durch Credner angeregt, in Flauen sowie, auf privater Initiative basierend, 1908 in Eger und 1909 in Hof. Alle Stationen waren mit mechanisch registrierenden Wiechert-Seismographen ausgerüstet, Jena zusätzlich mit einem optisch registrierenden Seismographen von Straubel (s. Unterreitmeier 1997). Aus heutiger Sicht gestatteten diese Stationen eine objektive Aufzeichnung der stärkeren vogtländischen Erdbeben. Das Faszinosum, Erdbeben nachzuweisen, welche unterhalb der menschlichen Wahrnehmbarkeit blieben, galt zu jener Zeit für lokale Erdbeben noch nicht. Das zeigt auch Abb. 1, in der die Magnitudengrenzen eingetragen sind, bis zu welchen die jeweilige Station noch Ereignisse aus dem Vogtland aufzuzeichnen in der Lage war. Daran änderte auch die Einrichtung der neuen Station in Jena 1926 nichts. Erst mit der Station Collmberg war man seit 1935 erstmals prinzipiell in der Lage, Erdbeben aus dem Vogtland zu registrieren, die nicht makroseismisch wahrnehmbar waren. Schon bald, im Dezember 1936 und Januar 1937 wurde ein Erdbebenschwarm registriert, dessen Ereignisse zum Teil unterhalb der Schwelle makroseismischer Wahrnehmbarkeit lagen. Es war allerdings nicht einfach, die schwachen Erdbeben aus dem Vogtland sicher im Seismogramm zu erkennen. Eine Hilfe war dabei die ähnliche Seismogrammform, vor allem aber die nur schwach streuende Differenz der 'Vorläuferlänge', was Credner schon 1903 festgestellt und als wichtiges Merkmal definiert hatte. Die ausgemessenen Maximalamplituden waren damals ein Mass für die relative Stärke eines Bebens innerhalb eines Schwarmes. Inzwischen sind sie wichtig, um die lokale Magnitude, welche 1935 durch Richter definiert wurde, zu bestimmen, und machen eine einheitliche Stärkebestimmung möglich. Hierbei spielt Göttingen die besonders wertvolle Rolle einer Basisstation, weil dort noch heute die gleichen Seismographen registrieren wie zu Anfang des Jahrhunderts.

Instrumentelle Überwachung des Vogtlandes mit lokalen analogen Stationen

Im August 1962 begann im Vogtland ein Erdbebenschwarm, der sich über mehrere Wochen hinzog. Zu jener Zeit war in der Nähe des Epizentrums nur die Station Plauen, 1954 eingerichtet, in Betrieb. Die in grösserer Entfernung bestehenden Stationen in Sonneberg, Jena, Collmberg und Halle hatten im engeren Sinn keinen lokalen Charakter mehr. Auf das Auftreten des Schwarmes wurde sofort reagiert und von Friedrich Gerecke (1899-1981), der damals in Jena für die mikroseismischen Arbeiten verantwortlich war, am 18. Sept. 1962 eine Station in Klingenthal eingerichtet. Sie ist, technisch verbessert und nach zweimaligen Standortwechsel, noch heute in Betrieb. Damit war das lokale seismische Vogtlandnetz und die lokale, im grossen und ganzen lückenlose mikroseismische Überwachung des Vogtlandes geboren. Nach Beginn des Schwarmes von 1962 wurden auch von tschechischer Seite temporär zwei Stationen aufgebaut, eine untertägige bei Kraslice durch Jiri Buben (Buben u. Rudajew 1965) und eine zweite unter Vit Karnik (Karnik 1963) in Tisova. Die kontinuierliche Überwachung wurde anlässlich eines Schwarmes 1973 durch eine weitere Station in Bad Elster vervollständigt. Im Bestreben, auch sehr schwache Erdbeben registrieren zu wollen, wurde schliesslich 1976 eine sehr empfindliche Station, Vergrösserung 100 000fach, in Eubabrunn installiert. Wegen der Unruhe an diesem Standort steht sie seit 1984 in Wernitzgrün. Die instrumentelle Wartung des Jenaer Stationsnetzes wurde von Albrecht Ziegert garantiert, bei der Realisierung geeigneter Übertragungskurven der Seismographen half Christian Teupser (1928-1991) und die mikroseismischen Auswertungen erfolgten bis einschliesslich 1995 durch H. Neunhöfer. Das Institut für Allgemeine und Angewandte Geophysik München, IAAG, setzte die seit 1909 bestehende Tradition der seismischen Registrierung in Hof fort, und seit 1978 werden dort mit kurzperiodischen Seismographen die Erdbeben aus dem Vogtland überwacht. Die Stationen des Vogtlandnetzes haben den starken Schwarm 1985/86 bereits in der Phase seines Entstehens beobachtet. Mit der Entwicklung dieses Schwarmes wurde die Überwachung des Gebietes ungemein intensiviert. In der gebotenen Eile wurden durch tschechische Einrichtungen analoge Stationen in Olovi und Vysoke Pec eingerichtet, und die Ära der digitalen Stationen begann.

Das digitale Zeitalter im Vogtland, Herdparameter

Der starke Erdbebenschwarm 1985/86 lenkte die Aufmerksamkeit der Seismologen in allen davon betroffenen Ländern wieder einmal auf das seismotektonisch interessante Vogtland, zumal die Öffentlichkeit durch die vielen makroseismisch spürbaren Ereignisse beeindruckt war und deshalb auch staatliche Stellen an wissenschaftlichen Aussagen dazu Interesse anmeldeten. Das hatte zur Folge, dass in dem erweiterten Epizentralgebiet auf die Schnelle neue Beobachtungsstationen aufgestellt wurden. Auf bayerischer Seite kamen vom IAAG zur Station Hendlmühle, die in Vorbereitung auf die Kontinentale Tiefbohrung (KTB) gerade tätig war, noch digitale Stationen in Hof, Hohenberg und Selb. Im sächsischen Vogtland wurde durch das Zentralinstitut für Physik der Erde in Potsdam eine Station in Schönberg eingerichtet, in Westböhmen eröffneten das Geophysikalische Institut in Prag die Stationen Tisova und Vackov. Ein Teil der Stationen wurde nach dem Schwarm wieder aufgegeben bzw. in sorgfältig geplante Stationsnetze integriert.

Von Jena aus wurde für die weiteren Beobachtungen ein etwas grossflächig angelegtes Netz genutzt, das die vier Stationen Moxa als Zentrale, Posterstein, Plauen und Schönberg umfasste. Nachdem die zuletzt genannte Station aufgegeben werden musste, arbeitet dieses Netz noch heute in eingeschränktem Umfang. Das von Jena aus nach wie vor betriebene Analognetz wurde, beginnend 1988, durch drei selbst entwickelte digitale Stationen in Wernitzgrün, Plauen und Klingenthal ergänzt, die wenigstens die makroseismisch wirksamen Erdbeben getriggert erfassen. 1992 kam eine moderne Station in Bad Brambach hinzu.

Im Rahmen des Wissenschaftlichen Programms der KTB wurde, federführend vom IAAG, in der Umgebung der Bohrung ein seismisches Netz von vier Stationen errichtet (Falkenberg, Napfberg, Nottersdorf, Rotzenmühle). Trotz seiner etwas grösseren Entfernung hat es für die Überwachung der Vogtlandbeben Bedeutung. Das Netz begann mit der kontinuierlichen Tätigkeit im Januar 1989. Eine genaue Beschreibung ist bei Dahlheim et al. (1992) zu finden.

Im Jahre 1991 haben tschechische Institutionen gleich zwei neue Beobachtungsnetze aufgebaut. Das bis dahin empfindlichste Netz errichtete das Institut für Geophysik aus Brunn in der Umgebung von Kraslice. Es besteht aus fünf Stationen und erlaubt noch Mikrobeben bis zu schwach negativer Magnitude zu erfassen. Die Bearbeiter des Netzes verwenden besondere Sorgfalt auf die Ortung der Beben (DVORAK et al. 1994), indem sie die lokale Krustenstruktur möglichst gut einbeziehen. Das andere Netz, errichtet vom Institut für Geomechanik zu Prag, diente der, Überwachung der Heilquellen in Westböhmen und musste wegen der dadurch vorgegebenen Standorte relativ unempfindlich ausgelegt werden.

Die bis jetzt letzte Verbesserung der Überwachung des gesamten Gebietes stellt die Inbetriebnahme des sog. WEBMET dar, für das die beiden Prager Akademieinstitute für Geophysik und für Geomechanik verantwortlich sind. Vom Februar bis Dezember 1994 wurde ein aus sieben Stationen bestehendes Netz aufgebaut bzw. vervollständigt, das frühere Stationen der beiden Institute ablöst. Mit dem Netz werden lokale Erdbeben bis weit in den negativen Magnitudenbereich hinein erfasst. Für 1994 liegt bereits ein Bulletin vor. Die Lage aller Stationen, die zum 1. Jan. 1995 im Vogtland und in Westböhmen im kontinuierlichen Einsatz waren, ist in Abb. 2 dargestellt.

Heutige Datensammlungen, seismologische Ergebnisse, tektonische Modelle

Erdbebenkataloge sind Datensammlungen über vorangegangene Erdbeben, meist für eine bestimmte Region gültig. Sie unterscheiden sich von Bulletins, welche mit gewisser Verzögerung Ereignisse aus einem 'aktuellen' Zeitabschnitt beschreiben. Kataloge sind a priori unvollständig, sie müssen für zukünftige Ereignisse offen sein, aber auch für die Ergänzung neu erschlossener historischer Ereignisse oder deren Präzisierung. Im Laufe der Zeit entstand eine Anzahl von Katalogen, die das Vogtland betreffen. Den Anfang hat wohl 1885 der Realschul-Oberlehrer aus Werdau, H. Jacobi, gemacht. Er stellte für den Zeitabschnitt von 1523 bis 1838 tabellarisch Berichte über Erdbeben im westlichen Erzgebirge zusammen. Als nächster ist Sieberg (1940) zu nennen, in dessen bis 1799 reichenden Erdbebenkatalog für Deutschland auch das Vogtland berücksichtigt ist. Dieser Katalog erfuhr eine Fortsetzung bis 1899 durch Sponheuer (1952) und bis 1975 durch Sponheuer u. Kunze (1981). Diese Vorläufer wurden im Erdbebenkatalog für die Deutsche Demokratische Republik bis 1984, zusammengestellt durch Grünthal (1988), berücksichtigt, welcher seinerseits in den Deutschen Erdbebenkatalog von Leydecker aufgegangen ist. Letzterer wird jährlich komplettiert und enthält makroseismisch wahrgenommene Erdbeben und solche, die mindestens die Magnitude 2,0 erreichen. Die meisten Mikrobeben, die seit 1962 von lokalen Stationen registriert wurden, finden in dem Deutschen Katalog keine Berücksichtigung. Deshalb ist ein Katalog aller seit 1962 registrierten Erdbeben eine wirkliche Ergänzung. Der erste erschien von Neunhöfer u. Güth (1982), und er ist heute zu verstehen als die Summe der seitdem erschienenen Bulletins. Seit 1985 wird er zusammengestellt in Kooperation mit den Verantwortlichen für die lokalen Stationen in Bayern, Sachsen, Thüringen und Tschechien. Für alle, welche die aktuellen Daten für das Vogtland sammeln bzw. mit ihnen arbeiten, besteht die Arbeitsgruppe über "Seismologische Studien in Nordwest-Böhmen, im Vogtland und in Nordost-Bayern". Sie hat sich bisher in Fürstenfeldbruck (1992), Windischeschenbach (1993) und Brunn (1994) getroffen.

Bei einer Betrachtung des gesamten Datensatz für das Vogtland hat Grünthal (1989) gefunden, dass starke Schwärme, die Magnituden bis über 4 erreichen können, von denen 1985/86 einer beobachtet wurde, zyklisch auftreten, und zwar mit einer mittleren Periode von 74 Jahren. Die kontinuierliche instrumentelle Überwachung hat die in Abb. 3 dargestellte zeitliche Verteilung der Magnituden für die registrierten Erdbeben ergeben. In ihr ist eine weitere Periode erkennbar: im Mittel aller 69 Monate wird die Wahrscheinlichkeit gross, dass ein mittleres Erdbeben mit einer Magnitude oberhalb von 2,7 auftritt. Beide Perioden sind statistisch signifikant. Aus dem Bild der Magnituden-Zeit-Verteilung hatte Neunhöfer (s. Kämpf et al. 1989) für die zweite Hälfte des Jahres 1985 vermutet, dass sich ein Erdbebenschwarm ereignen könne. Daraufhin wurden von ihnen hydrologische und hydrochemische Messungen durchgeführt. Da sich die Vermutung mit dem Eintreffen eines starken Schwarmes als zutreffend erwies, konnte dieser in Entstehung und Ablauf entsprechend begleitet werden. Insbesondere konnte nachgewiesen werden, dass der Wasserstand in den beprobten Bohrlöchern und der Mineralgehalt der Wässer zum Ablauf des Schwarmes korreliert sind. Dank der grossen Zahl der Erdbeben, die zum Schwarm 1985/86 gehören, und der präzisen digitalen Aufzeichnungen in der zweiten Phase des Schwarmes war es möglich, die Genauigkeit der Ortungen zu verbessern. Recht überraschend wurde gefunden, dass - abgesehen von extrem wenigen Ausnahmen - alle der fast 9000 registrierten Erdbeben einer kleinen Epizentralfläche zuzuordnen sind. Deren Abmessung beträgt nur 1,5 km mal 3,5 km. Studinger (1993) hat eine ähnliche Beobachtung während eines kleineren Schwarmes bei Adorf im Jahre 1991 gemacht.

Für Erdbeben im Vogtland wurden Herdvorgänge erstmalig für die stärksten Ereignisse des Schwarmes 1985/86 berechnet (Antonini 1987, Köhler et al. 1989). Sie waren ganz wichtige Anhaltspunkte für das tektonische Modell, das für ebendiesen Schwarm von Grünthal et al. (1989) veröffentlicht wurde. Es geht von einer Blockeinteilung aus, mit der NW-SE verlaufenden Marienbader Störung als Hauptelement, an der eine dextrale Scherspannung angreift und senkrecht dazu eine Dehnung beobachtet wird. Das Bild wird ergänzt durch die Überlagerung von nordsüd verlaufenden Störungen, denen ein dextrales Kriechen während der Spannungsakkumulation zugeschrieben wird. Schmedes u. Antonini (1991) erweitern die Vorstellungen, indem sie über einen gestaffelten Abbruch an der Marienbader Störung berichten (Abb. 4). Bis heute konnte für eine Anzahl von Herden, die sich über das gesamte Vogtland verteilen, der Mechanismus bestimmt werden. Nach einem Vergleich kommt Sonnleitner (1993) zu dem Schluss, dass sie fast alle durch das gleiche Spannungsregime erklärt werden können. Eine Ausnahme bilden lediglich die Herde im Süden bei Marktredtwitz.

Die Frage nach den Ursachen der vogtländischen Erdbeben beschäftigte die Bearbeiter von Anfang an. Die Aussagekraft der Beobachtungen, lange Zeit bestimmt durch eine makroseismische Dominanz, führte zwangsläufig dazu, nicht zwischen den beiden Aspekten 'primärer Herdvorgang' und 'sekundäres makroseismisches Feld' trennen zu können. Erst seit dem starken Erdbebenschwarm 1985/86 ist man in der Lage, zwischen beiden genau genug unterscheiden zu können. Credner (1876) wollte zeigen, "dass auch das jüngste erzgebirgisch-vogtländische Erdbeben (gemeint das von 1875, der Verf.) nur eine Äusserung der noch fortwährend thätigen gebirgsbildenden Kraft ist", und knüpfte dabei an die von Suess 1875 niedergelegte Hypothese der Gebirgsbildung an. Die Ursache normaler Erdbeben sieht er, Credner, in der Entstehung von Brüchen an Stellen grösster Spannung. Später (1889) hat er wohl als erster indirekt darauf verwiesen, dass im Vogtland die Erdbeben gebunden sind an ein "Chaos von Schichtenstauchungen und Gebirgszerstückelungen", denn auf engstem Raum kreuzen sich herzynisch und erzgebirgisch streichende Systeme mit ostwest und nordsüd streichenden Sattelungen. Einen neuen Gedanken äusserte Knett (nach Etzold 1919), indem er annahm, dass im Südosten, ausgehend von den Alpen, ein Druck entsteht, der über das Böhmische Massiv hinweg auf das Vogtland wirkt. Ein deutlicher Schritt zu den modernen Vorstellungen hin ist die Darstellung von Sieberg (1938): "Ich selbst aber möchte die Ursache (der vogtländischen Schwarmbeben, der Verf.) noch weiter südlich verlegen. Meine auf mehreren Orientreisen gewonnenen Eindrücke haben mich zur Überzeugung gebracht, für das Herz Europas wäre nicht die tertiäre Alpenfaltung das gestaltende und ruhestörende Element, sondern der Einbruch der östl. Mittelmeerschollen, der vor allem SO-NW verlaufende Spalten aufreisst und die alpine Faltung mitbestimmte." Nach dem Siegeszug der Plattentheorie bestätigte sich Siebergs Vorstellung. Heute wird davon ausgegangen, dass sich im Vogtland Intraplattenbeben ereignen, deren Ursachen letztlich Drücke sind, die von den Grenzen der Europäischen Platte, insbesondere am Mittelatlantischen Rücken und von der Afrikanischen Platte, ausgehen. Grünthal u. Strohmeyer (1992) konnten nachweisen, dass auch laterale Änderungen der elastischen Eigenschaften der Erdkruste im Böhmischen Massiv den Spannungszustand in Mitteleuropa beeinflussen. Nachdem Maaz u. Neunhöfer (1982) innerhalb des lokalen seismischen Stationsnetzes die Genauigkeit der Ortung verbessert haben, zeigten sie, dass sich die vogtländischen Erdbeben entlang herzynisch und rheinisch streichenden Störungen anordnen.

Aus der Betrachtung eines Gebietes, in dem über mehr als 100 Jahre hinweg entsprechend dem jeweilig zur Verfügung stehenden technischen Stand Erdbeben beobachtet und interpretiert wurden, ergeben sich zwangsläufig Wünsche an zukünftige Arbeiten. Einerseits sollte durchaus nach alten Quellen, die bis jetzt noch nicht erschlossen sind, gesucht werden, um die Kenntnisse über die 'makroseismische Zeit' zu vervollkommnen. Sehr wichtig ist es, die kontinuierliche mikroseismische Überwachung fortzusetzen, um einen möglichst langen objektiven Datensatz zu erhalten. Makroseismische und mikroseismische Daten sollten zu einem Langzeitmodell zusammengefasst werden. Aus Gründen einer besseren Effektivität wäre ein enges Zusammenwirken der Betreiber der verschiedenen Netze, auch in der Planung, sinnvoll. Die Lokalisierung der Herde sollte für das gesamte Gebiet präzis und konsistent sein, um Bruchlinien generell und speziell bei Schwärmen verfolgen zu können. Durch die Ableitung von vielen Herdmechanismen und die Bestimmung des Spannungsabfalles werden die Vorgänge während des Bebens beschrieben, ihre Generalisierung ist wichtig für die Beschreibung des detaillierten Spannungszustandes im Vogtland.

März 1996

Literatur
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