02. April 2012
Alter: 1 JahreKölner Dom schwingt bei Erdbeben
Erdbeben, Windstöße und vorbeifahrende Züge halten die Türme des Doms in Bewegung.
Das Kölner Wahrzeichen steht nie völlig still. Wie sich der Dom bei Erdbeben verhält, erforscht der Geophysiker Prof. Dr. Hinzen. Mit seinen Kollegen von der Erdbebenstation Bensberg hat er fünf Seismografen in der Kathedrale installiert.
„Bis zur Höhe von 100 Metern konnten wir die Messgeräte relativ gut anbringen. Aber für den letzten Seismografen mussten wir außen am Nordturm hochklettern. Außerdem brauchten wir da oben erstmal Strom und Telefonleitungen“, erinnert sich Prof. Dr. Hinzen, Leiter der Erdbebenstation Bensberg, an das Projekt.
Seit 2006 hat er mit seinen Kollegen im Rheinland Messstationen zur Erfassung starker Bodenbewegungen installiert. Denn ein Blick in die Vergangenheit zeigt, dass Erdbeben in der Region möglich sind. Da es stärkere Lokalbeben in Geschichte Kölns gegeben hat, muss man damit rechnen, dass sie auch in Zukunft wieder vorkommen. Einen Grund zur Panik sieht der Geophysiker allerdings nicht: „Durch die Daten, die wir gesammelt haben, wissen wir jetzt mehr über die Schwingungen des Doms. Dabei ist aber nicht rausgekommen, dass er bei einem Erdbeben unsicherer ist, als bisher angenommen“, zieht Hinzen Bilanz. „Man sollte die Erdbebengefahr in der Region zwar sehr ernst nehmen, gleichzeitig muss man aber auf dem Boden der Tatsachen bleiben.“
Architektur spielt wichtige Rolle
Das stärkste regionale Beben der letzen 100 Jahre ereignete sich 1992 bei Roermond, in den Niederlanden. Obwohl das Epizentrum über 60 km von Köln entfernt war, verursachte es mit einer Stärke von 5,9 auf der Richterskala Schäden am Dom. Die Grundfesten der Kathedrale blieben zwar unbeschädigt, aber ein Teil der Verzierungen ist durch die Erschütterung abgefallen.
Die Architektur des Doms spielt eine wichtige Rolle für sein Verhalten bei einem Erdbeben. Die Türme und die Strebepfeiler im Kirchenschiff sind relativ sicher. Sie sind sehr flexibel und können sich ähnlich wie eine Ähre im Wind bewegen. Problematischer ist dagegen die Gewölbedecke im Kirchenschiff, die sehr steif ist. Diese Stelle sehr anfällig für Erdbebenschäden. Ähnliches gilt auch für die Anbindung der Türme an das Kirchenschiff. Weil die beiden Gebäudeteile nicht das gleiche Schwingungsverhalten haben, kann es an diesen Nahtstellen am ehesten Risse geben.
Metropole in Erdbebenregion
Bis 2006 gab es in Köln keine einzige Messstation. Das ist außergewöhnlich, da Köln die einzige deutsche Millionenstadt ist, die in einer Erdbebenregion liegt. „Eine vergleichbare Stadt in Japan würde über hunderte solcher Stationen verfügen“, sagt Hinzen. „Zwar ist die Situation in Köln bei weitem nicht so prekär wie in Erdbebenregionen, die an der Grenze zweier Kontinentalplatten liegen. Stärkere Beben sind aber auch hier möglich, wenn auch nur selten.“
Mit den 20 so genannten Strong Motion Stationen wollen die Kölner Seismologen deshalb von Aachen bis ins Bergische Land Bodenbewegungen in der Region dokumentieren. Diese Daten sind unter anderem für Ingenieure wichtig, die sich nicht allein auf ihre Modelle beschränken können, um erdbebensichere Bauwerke zu planen.
Grund für die Erdbebengefahr in Köln ist der Boden, auf dem die Stadt gebaut ist. Die ganze niederrheinische Bucht kann man sich wie eine mit Sand gefüllte Schale vorstellen. Sie ist im Laufe der letzten 25 Millionen Jahre langsam eingesunken, weil die Erdkruste in Mitteleuropa auseinandergezehrt wird. Geologen bezeichnen dieses Phänomen als ein tektonisches Senkungsgebiet. Während der Eiszeit haben dann die Ströme Maas und Rhein die Senkung mit Geröll gefüllt. Köln ist also auf eine 200-300 Meter dicke Schicht aus Kiesel, Sand und Braunkohle gebaut. Bei einem Erdbeben fördert ein solch lockerer Untergrund Bewegungen eher als dass er sie dämpft.
Japanbeben reichte bis nach Köln
Gerade im letzten Jahr gab es wieder zwei spürbare Erdbeben in der Region: Eines bei Koblenz mit der Stärke von 4,4 und ein etwa gleich starkes Beben bei Goch an der niederländischen Grenze. Beide Male bewegten sich dabei die Domtürme im Millimeterbereich, was für die sensiblen Messgeräte schon relativ große Schwingungen sind. Auch das Japanbeben vom letzten Jahr wurde in Köln gemessen. Es gibt aber einen deutlichen Unterschied zwischen einem Lokalbeben und einem Fernbeben. Bei einem Fernbeben bewegt sich der ganze Dom zwar um mehrere Zentimeter auf und ab, doch das dauert pro Schwingung jeweils 20-30 Sekunden. Wenn sich die Erde so langsam bewegt nimmt man das nicht wahr. Ein Lokalbeben ist dagegen eher wie ein kurzer aber kräftiger Schlag vor das Gebäude, so dass die Türme dann anfangen zu schwingen.
Warnung bei Sturm
Den Dom wählten die Kölner Geologen für ihre Seismografen eigentlich nur, weil sie an einem Gebäude in der Kölner Innenstadt messen wollten. Aber auch die Dombauverwaltung hat ein Interesse an den Messdaten. Bei stärkeren Stürmen kann es in der Umgebung des Doms gefährlich werden. Marode Steinverzierungen können dann abbrechen und runterfallen. Das war zum Beispiel 2007 bei dem Orkan Kyrill der Fall. In einer solchen Situation muss die Domplatte abgesperrt werden. Da das aber einen großen Aufwand mit sich bringt, sollen die Seismografen helfen, die Stärke eines Sturms möglichst genau zu bestimmen. Das Schwanken der Türme ist dabei ein verlässlicheres Maß als die Windgeschwindigkeit, die bereits bei ein paar kurzen Böen einen hohen Wert annehmen kann.
Alltägliche Schwingungen
Aber nicht nur die Naturgewalten bringen die Domtürme zum Schwingen. Gerade in einer Großstadt wie Köln spielt der Einfluss durch die Menschen eine große Rolle. „Direkt neben dem Dom fahren am Kölner Hauptbahnhof täglich rund 2000 Züge ein und aus. Wir messen in der Erdbebenstation Bensberg jeden einzelnen Zug“, erzählt Hinzen. „Manchmal kann man sogar an einer Messung sehen, ob die Lok vorne oder hinten ist.“
Und schließlich sind da noch die Glocken, die beim Läuten ebenfalls Schwingungen erzeugen. Die St. Petersglocke ist mit einem Gewicht von 24 Tonnen eine der größten freischwingenden Glocken der Welt. Wenn sich dieser Koloss hin und her bewegt, schlagen die Seismografen im ganzen Gebäude an. Ausgerechnet am Dreikönigsfest vernahmen die Erdbebenexperten letztes Jahr in Bensberg eine kleine Katastrophe. Zunächst sahen sie auf den Aufzeichnungen im Seismogramm die normale Schwingung des „Dicken Pitters“. Doch auf einmal gab es einen deutlichen Ausschlag: Der 800 kg schwere Klöppel der Glocke war abgestürzt.
