Am vergangenen Dienstag wurde Pakistan von einem Erdbeben der Stärke 7, 7 heimgesucht, das weitreichende Zerstörungen, die Schaffung einer neuen Insel vor der Küste des Landes und mindestens 515 Todesfälle verursachte.
Natürlich können wir nichts tun, um solche Katastrophen zu verhindern - Erdbeben entstehen durch die Verschiebung und Kollision riesiger tektonischer Platten im Kontinentmaßstab, über die wir keine Kontrolle haben. Wenn wir jedoch wissen, dass ein massives Beben im Begriff ist, zuzuschlagen, können wir möglicherweise Maßnahmen ergreifen, um uns besser zu schützen.
Aber wie können wir möglicherweise wissen, wann ein Beben genau vor der Tür steht? Seismologen sind außerordentlich gut darin, die allgemeinen Gefahren zu charakterisieren, denen die Bewohner von Verwerfungsgebieten ausgesetzt sind. Sie sind jedoch weit davon entfernt, genau vorherzusagen, wann ein Erdbeben ausbrechen wird (und können dies möglicherweise nie) .
Unbeeindruckt brüten verschiedene Wissenschaftlerteams Pläne für eine neue Art von Lösung aus. Und der Schlüssel zu ihrem Erfolg könnte das Smartphone in Ihrer Tasche sein.
Ihre Idee macht sich die Tatsache zunutze, dass die meisten neuen Smartphones einen winzigen Chip enthalten, der als Beschleunigungsmesser bezeichnet wird. Diese Chips messen die Bewegung des Telefons in drei Richtungen (aufwärts, abwärts, links, rechts und rückwärts, vorwärts), um Ihre Benutzererfahrung während der Verwendung des Telefons anzupassen, z. B. durch Drehen des Displays, wenn Sie das Gerät drehen.
Seismometer (die großen, teuren Instrumente, mit denen Geologen Erdbeben aufspüren und messen) machen im Wesentlichen dasselbe, wenn auch mit viel größerer Genauigkeit. Die winzigen Beschleunigungsmesser, die wir schon immer bei uns haben, könnten es Wissenschaftlern ermöglichen, viel mehr Echtzeitdaten als derzeit verfügbar zu erfassen - es gibt unzählige Male mehr Smartphones als Seismometer, sie sind viel billiger und sie sind bereits im Einsatz an einer Vielzahl von Orten - wenn sie tatsächlich die Erdbebenbewegung mit ausreichender Genauigkeit messen können.
Kürzlich haben sich Antonino D'Alessandro und Giuseppe D'Anna, zwei Seismologen des italienischen Instituts für Geographie und Vulkanologie, daran gemacht, diese Frage zu klären. Zur Beurteilung der Beschleunigungsmesser - insbesondere des in iPhones verwendeten MEMS-Beschleunigungsmessers LIS331DLH - stellte das Duo fünf iPhones in verschiedenen Positionen (flach, auf einem keilförmigen Teil abgewinkelt und vertikal) auf einen Rütteltisch und verglich die Daten mit diesen aufgezeichnet mit einem professionellen Erdbebensensor als Referenz.
Ihre Ergebnisse, die am Sonntag im Bulletin der Seismological Society of America veröffentlicht wurden, zeigten, dass die iPhone-Beschleunigungsmesser noch besser abschnitten als erwartet. "Als wir die Signale verglichen haben, waren wir angenehm überrascht vom Ergebnis - die Aufzeichnungen waren praktisch identisch", sagt D'Alessandro. "Ein Beschleunigungsmesser, der ein paar Dollar kostet, konnte eine Beschleunigung mit hoher Wiedergabetreue aufzeichnen, ähnlich einem professionellen Beschleunigungsmesser, der ein paar Tausend kostet."
Es gibt einige Einschränkungen: Die iPhone-Beschleunigungssensoren reagieren nicht so empfindlich auf schwache Vibrationen. Während der Tests konnten sie daher nur Bewegungen aufzeichnen, die Erdbeben mit einer Stärke von 5 oder höher entsprechen. Aber "diese Grenzen werden in naher Zukunft überwunden", sagt D'Alessandro. "Da diese Chips in Laptops, Spielecontrollern und Mobiltelefonen weit verbreitet sind, wird weltweit an ihrer Verbesserung geforscht."
Der nächste Schritt wäre die Entwicklung einer Software, mit der normale Benutzer die Fähigkeiten dieser Beschleunigungsmesser nutzen und ihre Smartphones in mobile Erdbebenerkennungssysteme verwandeln können. Im vergangenen Dezember kündigten Berkeley-Forscher Pläne zur Entwicklung einer App an, mit der Benutzer ihre Beschleunigungsmesserdaten für die Erdbebenforschung spenden können. Das Quake-Catcher-Netzwerk von Stanford und das Community Seismic Network von Caltech - beide verwenden kleine, speziell entwickelte Seismometer, die an Freiwillige verteilt und an ihre Computer angeschlossen werden - könnten als Modell für diese Art von Netzwerk dienen.
Sobald das Netzwerk eingerichtet ist, kann es eine große Menge an Daten von Tausenden von Nutzern sammeln, die über verschiedene Regionen verteilt sind. So können Forscher sehen, wie sich Beben mit einer feineren Auflösung bewegen. Wenn genügend Telefone in diesem Netzwerk vorhanden sind, können die Einsatzkräfte möglicherweise schnell feststellen, wo sie nach einem Erdbeben am effizientesten ihre Zeit verbringen können.
Aber wie geht man von der Dokumentation von Erdbeben zur Warnung vor gefährlichen Erschütterungen? Wie der Atlantik hervorhebt, besteht der Schlüssel darin, dass Erdbeben tatsächlich aus zwei Arten von Wellen bestehen, die durch die Erde plätschern: P-Wellen, die zuerst eintreffen und für den Menschen schwer zu erfassen sind, und S-Wellen, die typischerweise einige wenige sind Sekunden später und verursachen den größten Teil des physischen Schadens.
Wenn wir auf unseren Handys Software installiert hätten, die starke P-Wellen automatisch erkennt und einen Alarm auslöst, hätten wir möglicherweise ein paar Sekunden Zeit, um uns in Deckung zu bringen, bevor die S-Wellen einschlagen (Beamte empfehlen, sich auf den Boden fallen zu lassen, unter einen stabilen Tisch zu kauern oder Schreibtisch und weg von Fenstern und Türen). Es ist nicht viel, aber in einigen Fällen können ein paar entscheidende Sekunden der Warnung den Unterschied ausmachen.
