Wie Erdrutsche entstehen – und warum sie so tödlich sind

Eine verborgene geologische Gefahr

Wenn ein Hang plötzlich nachgibt und Straßen, Dörfer und Bergbaulager in Sekundenschnelle unter sich begräbt, ist die Ursache fast immer die gleiche grundlegende Physik: die Schwerkraft, die die Fähigkeit des Bodens überwindet, sich selbst zusammenzuhalten. Erdrutsche, auch Massenbewegungen genannt, gehören zu den tödlichsten und am weitesten verbreiteten Naturgefahren der Erde, erhalten aber weitaus weniger öffentliche Aufmerksamkeit als Hurrikane oder Erdbeben.

Zwischen 2004 und 2016 töteten Erdrutsche fast 56.000 Menschen bei 4.862 dokumentierten Ereignissen weltweit, wie eine im Fachjournal Natural Hazards and Earth System Sciences veröffentlichte Studie zeigt. Sie sind für etwa 17 Prozent aller Todesfälle verantwortlich, die weltweit durch Naturgefahren verursacht werden – eine Zahl, vor der Klimawissenschaftler warnen, da extreme Regenfälle immer häufiger auftreten.

Was genau ist ein Erdrutsch?

Der U.S. Geological Survey (USGS) definiert einen Erdrutsch als die Bewegung einer Masse aus Gestein, Geröll oder Erde einen Hang hinab. Der Begriff umfasst fünf verschiedene Arten von Hangbewegungen: Stürze, Kippungen, Gleitungen, Ausbreitungen und Fließbewegungen. Jede verhält sich anders, aber alle haben die gleiche zugrunde liegende Ursache: Die Kraft, die das Material hangabwärts zieht, übersteigt den inneren Widerstand des Materials.

Zwei der zerstörerischsten Unterarten sind Murenabgänge und Felsstürze. Ein Murenabgang ist eine schnell fließende Mischung aus lockerem Boden, Gestein, organischem Material, Luft und Wasser, die mit Geschwindigkeiten von über 50 km/h den Hang hinunterrasen kann. Bei Felsstürzen lösen sich Felsbrocken von steilen Klippen und stürzen im freien Fall ab, wobei sie mit enormer kinetischer Energie abprallen und rollen. Beide können ohne oder mit nur geringer Vorwarnung zuschlagen.

Was führt zum Versagen eines Hangs?

Fast jeder Erdrutsch hat mehrere Ursachen, so der USGS. Geologen denken in Bezug auf zwei konkurrierende Kräfte: Schubspannung (Kräfte, die versuchen, Material den Hang hinunterzubewegen) versus Scherfestigkeit (die innere Reibung und der Zusammenhalt, die das Material an Ort und Stelle halten). Wenn die Spannung die Festigkeit übersteigt, versagt der Hang.

Wasser: Der Hauptauslöser

Die Sättigung eines Hangs mit Wasser ist der häufigste Auslöser. Starkregen, schnelle Schneeschmelze oder ein Anstieg des Grundwasserspiegels erhöhen das Gewicht eines Hangs und verringern gleichzeitig die Reibung, indem sie die Zwischenräume zwischen den Bodenteilchen schmieren. Deshalb häufen sich Erdrutsche während und nach heftigen Stürmen, und deshalb sind abgeholzte Hänge – wo Baumwurzeln den Boden nicht mehr zusammenhalten – besonders anfällig.

Erdbeben und vulkanische Aktivität

Seismische Erschütterungen sind der zweitwichtigste Auslöser. Das Haiyuan-Erdbeben von 1920 in China löste schätzungsweise 675 große Erdrutsche aus und trug zu einer Todesrate bei, die einige Schätzungen auf über 200.000 beziffern. Vulkanausbrüche destabilisieren Hänge sowohl durch Bodenerschütterungen als auch durch die schnelle Ablagerung von losem pyroklastischem Material.

Menschliche Aktivität

Bergbau, Straßenbau, Entwaldung und städtische Expansion an Hängen versteilen Hänge und entfernen stabilisierende Vegetation, was das Erdrutschrisiko drastisch erhöht. Forschungen der University of Southern California haben ergeben, dass Erdrutsche in Entwicklungsländern überproportional tödlich sind, was zum Teil daran liegt, dass Bergbau und informelle Siedlungen oft in geologisch instabilem Gelände stattfinden, wobei Murenabgänge in Entwicklungsländern durchschnittlich 23 Menschen pro Ereignis töten, verglichen mit 6 in wohlhabenderen Ländern.

Warum sie so effizient töten

Was Erdrutsche so außergewöhnlich tödlich macht, ist ihre Kombination aus Geschwindigkeit, Masse und Unvorhersehbarkeit. Felsstürze sind die schnellste Art von Erdrutsch und können auf steilem Gelände Geschwindigkeiten von 300 km/h erreichen. Große Murenabgänge können viele Kilometer von ihrem Ursprung entfernt zurücklegen und Täler und Flussbetten weit entfernt vom ursprünglichen Ausbruchspunkt überfluten. Der Yungay-Erdrutsch von 1970 in Peru – ausgelöst durch ein Seebeben – begrub eine ganze Stadt mit 22.000 Einwohnern innerhalb weniger Minuten unter Dutzenden von Metern Eis, Gestein und Schlamm.

Anders als Überschwemmungen oder Stürme schlagen Erdrutsche oft im Dunkeln zu, während oder unmittelbar nach starkem Regen, wenn die Bewohner schlafen und eine Evakuierung unmöglich ist.

Vorhersage und Frühwarnung

Wissenschaftler und Ingenieure haben immer ausgefeiltere Werkzeuge entwickelt, um Hangrutschungen vorherzusagen. Niederschlags-Schwellenwertsysteme überwachen die Niederschläge in Echtzeit und geben Warnungen aus, wenn die kumulative Niederschlagsmenge empirische Grenzwerte überschreitet, die bekanntermaßen Rutschungen in einer bestimmten Region auslösen. Bodengestützte Sensoren – Inklinometer, Extensometer und Porenwasserdruckmesser – erkennen das subtile Kriechen und Quellen, das oft dem Zusammenbruch vorausgeht.

In jüngerer Zeit haben Forscher der Loughborough University kostengünstige Schallemissionsmonitore entwickelt, die auf die Geräusche von Bodenteilchen "lauschen", die tief im Inneren eines Hangs aneinander reiben – ein Zeichen dafür, dass ein Versagen unmittelbar bevorstehen könnte. In Kombination mit satellitengestützten Radarsystemen, die millimetergenaue Bodenverformungen aus dem Weltraum erkennen können, verwandeln diese Technologien die Erdrutschforschung von reaktiv in prädiktiv.

Die größte Hürde bleibt jedoch nicht die Technologie, sondern die Regierungsführung: Die Gemeinschaften, die dem Erdrutschrisiko am stärksten ausgesetzt sind, sind oft diejenigen, die am wenigsten in der Lage sind, die Überwachungsinfrastruktur zu finanzieren oder Landnutzungsvorschriften durchzusetzen, die Menschen von instabilen Hängen fernhalten.

Ein wachsendes Risiko

Der Klimawandel verstärkt die Erdrutschgefahr. Häufigere und intensivere Regenfälle belasten Hänge schneller mit Wasser, als der Boden abfließen kann, während das Auftauen von Permafrost in Bergregionen Hänge destabilisiert, die seit Jahrtausenden gefroren waren. Der British Geological Survey warnt davor, dass mit steigenden globalen Temperaturen viele Regionen einen deutlichen Anstieg der Erdrutschhäufigkeit und -schwere erleben werden – was die Wissenschaft der Hangstabilität nicht nur zu einer akademischen Übung, sondern zu einer dringenden Frage der öffentlichen Sicherheit macht.