Studie benutzte in den Campi Flegrei Smartphones als Erdbebensensoren – Informationen zu Standort-Effekten gesammelt
Tausende Beschleunigungsmesser in Mobiltelefonen eröffnen neue Möglichkeiten für die Erdbebenforschung. Eine internationale Studie zeigt, dass sich mithilfe dieser Sensoren hochauflösende Karten der Bodenverstärkung von Erdbebenwellen erstellen lassen – ein wichtiger Schritt hin zu sichereren Städten.
Die Magnitude und Tiefe eines Erdbebens bestimmen nur teilweise, wie stark die Erschütterungen an der Oberfläche zu spüren sind. Entscheidend sind auch Standortfaktoren wie die lokalen Bodenverhältnisse, die die Bewegung verstärken oder abschwächen können. Die genaue Kartierung solcher Standort-Effekte ist essenziell, um gefährdete Stadtgebiete zu erkennen und bei zukünftigen Ereignissen gezielt reagieren zu können.
In Bezug auf die Campi Flegrei erstaunt es immer wieder, dass ungewöhnlich schwache Erdbeben mit Magnituden kleiner als 2 gespürt werden können. Hier scheint es ungewöhnlich starke Standorteffekte zu geben, denen nun ein Forschungsteam unter Leitung von Francesco Finazzi (Universität Bergamo), Fabrice Cotton (GFZ Potsdam) und Rémy Bossu (Europäisch-Mediterranes Seismologisches Zentrum) nachging. Dazu griff man auch auf die Daten von Smartphones zurück.
Die Forschungen zeigten, dass Daten von Bewegungssensoren aus Smartphones einen bislang unerreichten Detailgrad liefern. Grundlage ist das „Earthquake Network“ (EQN), ein Citizen-Science-Projekt, an dem weltweit Millionen Menschen teilnehmen. Die in den Geräten integrierten Beschleunigungsmesser erfassen Erschütterungen und übermitteln sie in Echtzeit an zentrale Server.
Für die Studie wurden Tausende Messungen aus der seismisch aktiven Region der Campi Flegrei bei Neapel ausgewertet. Die Daten der gut 9000 Smartphones, auf denen die EQN-App installiert war, waren aber nur bei den stärkeren Erdbeben mit Magnituden größer 3,5 verwertbar. Mit den Geräten wurden keine Magnituden bestimmt, sondern die Beschleunigungswerte verglichen. Zur Magnitudenbestimmung dienten die stationären Seismometer des INGV-Netzwerkes. Während die klassische seismische Stationen nur punktuelle Daten liefern, decken die Smartphones eine wesentlich größere Fläche ab. Mit Hilfe komplexer mathematischer Modelle konnten die Forschenden aus den unregelmäßigen Einzelmessungen eine hochauflösende Karte der standortabhängigen Verstärkung (oder Abschwächung) der Erdbebenwellen erstellen.
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede schon über kurze Distanzen: In einigen Gebieten werden Erdbebenwellen abgeschwächt, in anderen verstärken sie sich um ein Vielfaches. Mit solchen Karten lassen sich für zukünftige Beben präzisere „ShakeMaps“ erstellen, die die Intensität der Erschütterungen nahezu in Echtzeit abbilden – ein wertvolles Instrument für Katastrophenschutz, Stadtplanung und Gefahrenbewertung.
Vor einigen Jahren hatte ich selbst eine App installiert, die das Smartphone in ein Seismometer verwandeln sollte. Damals war es damit nur möglich, stärkere Erdbeben ab einer Magnitude von 5,0 zu registrieren. Heute scheinen die Geräte deutlich empfindlicher zu sein. Es stellt sich die Frage, warum Smartphones nicht auch in Regionen ohne seismisches Netzwerk eingesetzt werden, etwa im äthiopischen Afar-Dreieck bei Awash, wo offizielle Messstationen fehlen.
Quellenhinweis
Finazzi, F., Cotton, F. & Bossu, R. (2025). Citizens’ smartphones unravel earthquake shaking in urban areas. Nature Communications, 16, 9527.
© 2025 The Author(s). Veröffentlicht unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
DOI: 10.1038/s41467-025-64543-3, sowie Pressemeldung GFZ.