Erdbebenforschung: Künstliche Beben im alten Furkatunnel-Baustollen

Forschen für die Zukunft in einem Baustollen aus den 1970er-Jahren: Die ETH Zürich betreibt im ehemaligen Bedretto-Stollen des Furka-Basistunnels im Tessin ein Untergrundlabor. Mit künstlich ausgelösten Erdbeben werden hier die Grundlagen der Erdbebenphysik erforscht.

Quelle: zvg, BedrettoLab

Besonderes Forschungslabor: Das «BedrettoLab» der ETH Zürich im ehemaligen Bedretto-Baustollen des Furka-Basistunnels.

Eingebettet in einen alten Sprengvortriebsstollen bei Ronco im Tessin befindet sich heute eines der wohl ungewöhnlichsten Forschungslabore der Schweiz: Das «BedrettoLab». Betrieben von der ETH Zürich und ausgestattet mit einem hochempfindlichen Messnetz gehen Forscherinnen und Forscher hier im Rahmen des Projektes «FEAR» (Fault Activation and Earthquake Rupture) der Erdbebenphysik auf den Grund: Weshalb fangen Beben an – und warum hören sie wieder auf? Antworten auf diese und weitere Fragen sollen künstliche Erdbeben liefern, die rund zwei Kilometer tief im Felsen kontrolliert ausgelöst werden, indem Wasser in eine geologische Verwerfungszone gepresst wird. Hinter dem Projekt steht ein Konsortium aus Wissenschaftlern der ETH Zürich, der RWTH Aachen und des Italienischen Instituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.

Hightech im alten Baustollen

Dass ein solches Experiment mit Hightech-Messinstrumenten in einem über 50-jährigen Baustollen überhaupt durchgeführt werden kann, ist keine Selbstverständlichkeit. Denn der Bedretto-Stollen, auch Bedretto-Fenster genannt, diente einst der Baustelle des Furka-Basistunnels als Ver­sorgungstunnel und als Abfuhrweg für Aushubmaterial, man hatte ihn deshalb nur mit konventionellen Spreng- und Bohrtechniken ausgebrochen – eine Stollenauskleidung wurde nie vorgenommen. Nach Fertigstellung des Eisenbahntunnels wurde der Baustollen aufgegeben. Was zurückblieb, war ein nackter 5,2 Kilometer langer Sprengvortriebsstollen, der durch fehlende Sicherungsmassnahmen in verformungsintensiven Bereichen teilweise sogar einbrach (siehe Kasten «Geschichte des Bedretto-Stollens» weiter unten).

Belüftung, Fahrbahn, Stromversorgung – all das musste für den Laborbetrieb deshalb erst eingerichtet werden. «Wir haben etwa bei Tunnelmeter 2200 einen Starkstromkasten eingebaut», erklärt Marian Hertrich, Labor-Manager vom «BedrettoLab», auf Anfrage des Baublatts. Die grösste Herausforderung ist und bleibt aber die Logistik: Der Tunnel verfügt nur über eine einspurige Fahrbahn. Das heisst, Fahrzeuge müssen warten, wenn die Bahn durch entgegenkommenden Verkehr belegt ist. «Wir haben zwei Elektroloks, die für schweren Transport geeignet sind, aber eher schwierig zu steuern sind.» Seit drei Jahren ergänzen drei leichtere Elektrofahrzeuge den Fuhrpark im unterirdischen Labor. Diese eignen sich laut Hertrich gut für die täglichen Fahrten und Transporte von kleinerem und leichterem Material – und die Mitarbeitenden bräuchten dafür keine «Fahrstunden». 

Für Hertrich und sein Team ist das «BedrettoLab» ein aussergewöhnlicher Arbeitsplatz. «Da der Stollen in den letzten Jahrzehnten ungenutzt war, können wir die Experimente genau nach unseren Bedürfnissen umsetzen.» Dafür habe man aber auch die ganze Infrastruktur von Grund auf planen und aufbauen müssen. Es sei eine grossartige Aufgabe, so viel Gestaltungsmöglichkeiten zu haben, aber auch eine grosse Verantwortung, sagt Hertrich.