Vorbeben, Hauptbeben und Nachbeben

Die drei Bezeichnungen

Die Bezeichnungen sind relativ. Stellt sich ein Nachbeben als stärker heraus als das ursprüngliche Erdbeben, benennen Seismologen die Serie um: Der erste Stoß wird zum Vorbeben, der neue zum Hauptbeben.

• Hauptbeben — das stärkste Erdbeben einer Serie.
• Nachbeben — kleinere Erdbeben an und um dieselbe Verwerfung, ausgelöst durch die vom Hauptbeben umverteilte Spannung. Sie beginnen sofort und können Monate bis Jahre andauern.
• Vorbeben — Erdbeben, die dem Hauptbeben im selben Gebiet vorausgehen. Sie existieren nur rückblickend: zu ihrer Zeit sieht ein Vorbeben genau aus wie ein gewöhnliches kleines Erdbeben.

Nachbeben folgen einfachen Regeln

Zwei empirische Gesetze, beide über hundert Jahre alt, beschreiben Nachbebenserien bemerkenswert gut:

• Omoris Gesetz (1894): Die Nachbebenrate fällt ungefähr proportional zu 1 geteilt durch die Zeit seit dem Hauptbeben ab. Am ersten Tag gibt es viele, nach einer Woche weit weniger, und einen langsamen Ausläufer, der Jahre dauern kann.
• Båths Gesetz: Das stärkste Nachbeben ist im Mittel etwa 1,2 Magnitudeneinheiten kleiner als das Hauptbeben, unabhängig von dessen Größe. Ein Hauptbeben der Magnitude 7 hat typischerweise ein stärkstes Nachbeben von etwa Magnitude 5,8.

Weil diese Gesetze verlässlich sind, geben der USGS und andere Behörden nach einem großen Erdbeben Nachbebenprognosen heraus: keine Vorhersage eines einzelnen Ereignisses, sondern eine Wahrscheinlichkeit, etwa „15 % Chance auf eine Magnitude 6 oder größer in der nächsten Woche“. Diese Prognosen werden aktualisiert, während sich die Serie entwickelt.

Warum Vorbeben bei der Vorhersage nicht helfen

Rund der Hälfte aller großen Erdbeben geht mindestens ein Vorbeben in den Tagen oder Wochen davor voraus. Das klingt nützlich — doch das Problem ist die Fehlalarmrate. Die allermeisten kleinen Erdbeben sind keine Vorbeben; sie sind einfach kleine Erdbeben. Derzeit gibt es keine Möglichkeit, einer Magnitude 4 anzusehen, ob sie ein isoliertes Ereignis ist oder die letzte Warnung vor einer Magnitude 7.

Dem Tōhoku-Erdbeben 2011 ging zwei Tage zuvor ein Vorbeben der Magnitude 7,3 voraus. Es wurde erst als Vorbeben erkannt, nachdem das Hauptbeben der Magnitude 9,1 eingetreten war.

Schwärme: Serien ohne Hauptbeben

Manche Häufungen haben überhaupt kein dominierendes Erdbeben — Dutzende ähnlich großer Ereignisse über Tage oder Wochen, dann Ruhe. Diese Schwärme sind in Vulkangebieten und Geothermiefeldern häufig, wo bewegtes Magma oder Fluid statt einer einzelnen verhakten Verwerfung die Aktivität antreibt.