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Matterhorn: Der Berg, der schwingt

Messdaten zeigen: Auch Berge geraten in Schwingung. Dabei wackelt der Gipfel stärker als der Fuß, wie Forscher am Matterhorn ermittelt haben.
Forscher installieren eine Messstation am Fuß des Matterhorns.

Der Berg ruft – und er schwingt. Jedenfalls das Matterhorn in den Alpen ist offenbar dauerhaft in Bewegung. Allerdings sind die Schwankungen im Nano- und Mikrometerbereich nicht von Menschen spürbar, sondern lassen sich nur per Seismometer messen, wie ein Team um Samuel Weber vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Fachblatt »Earth and Planetary Science Letters« berichtet. Ursache der Schwingungen ist ein Resonanzeffekt: Der Berg verstärkt natürliche Erdbewegungen.

Dass Objekte in Schwingung geraten können und dabei eine bestimmte Frequenz aufweisen, ist bekannt. Im Fall der Alpenerhebungen ist die Datenlage jedoch bisher dünn. Die Wissenschaftler sammelten daher Messungen auf dem Gipfel des Matterhorns und an der geläufigsten Aufstiegsroute, dem Hörnligrat. Zum Vergleich installierten sie auch am Fuß des Bergs ein Seismometer. Das Matterhorn ragt 4478 Meter über dem Meeresspiegel auf. Der Berg steht zu großen Teilen auf schweizerischem Boden, die Südwand gehört zu Italien.

Wie der Gipfel schwankt
Wie der Gipfel schwankt | In dieser Simulation sind die Eigenschwingungen des Matterhorns übertrieben dargestellt. Der Berg »wackelt« mit 0,43 Hertz in Nord-Süd-Richtung.

Aus ihren Daten ermittelten die Forscher die Frequenz und Richtung der Resonanzschwingungen. Ihr Ergebnis: Das Matterhorn schwingt mit einer Frequenz von 0,43 Hertz in Nord-Süd-Richtung und mit einer etwas stärkeren Frequenz in Ost-West-Richtung. Dabei bewegt sich der Berg auf dem Gipfel bis zu 14-fach stärker als am Fuß. Offenbar, weil die Spitze mehr Bewegungsspielraum hat als der stabiler stehende Fuß des Bergs. Die Wissenschaftler um Weber haben die Daten auch vertont (die Aufnahme finden Sie hier), indem sie die Schwingungen 80-fach beschleunigten.

Die Quellen der gemessenen Bergschwingungen sind unterschiedlicher Art: Wind, Erdbeben, die Gezeiten oder auch von Menschen ausgelöste Erschütterungen. Der Berg verstärkt dann die Stöße, die seiner Eigenfrequenz entsprechen.

In einem steilen Gelände wie den großen Bergmassiven der Alpen können laut den Forschern solche Effekte auch für Gefahrenzonen sorgen, sollte die Erde beben. Und dort, wo die Bodenerschütterungen verstärkt werden, entstehen womöglich leichter Erdrutsche und Felsstürze. Mit ihren Forschungen wollen Weber und seine Kollegen solche Gebiete besser lokalisieren können.

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