Ein Seismometer in jeder Tasche: Fünf Millionen Mobiltelefone wurden Sekunden nach dem Erdbeben in Almería gewarnt.

Zum ersten Mal erreichte eine Erdbebenwarnung die spanische Bevölkerung vor dem eigentlichen Beben. Millionen von Menschen erhielten sie am vergangenen Montagmorgen auf ihren Android-Smartphones und sorgten für Entsetzen, das sich in den sozialen Medien verbreitete. Der Schock war noch größer, als sich herausstellte, dass es ihre Smartphones selbst waren, die das Erdbeben registriert und die Warnung ausgelöst hatten, und nicht ein hochentwickeltes Netzwerk von Seismometern.

Das Erdbeben vor der Küste Almerías – Stärke 5,3 laut Nationalem Geographischen Institut (IGN) – verursachte nur geringe Sachschäden und forderte keine Opfer. Hauptursache war die Frühwarnung von Google, die ohne offizielle Daten und ohne Abwarten der behördlichen Genehmigung verschickt wurde. Es handelte sich jedoch weder um einen heimlichen Test noch um ein Pilotprojekt. Am Donnerstag erhielt das System, das der amerikanische Technologieriese seit 2021 weltweit einsetzt, übrigens erhebliche Unterstützung aus der Wissenschaftsgemeinschaft: Die Fachzeitschrift Science , ein Schaufenster für die weltweit beste Wissenschaft, veröffentlichte kürzlich eine Studie, die dessen Wirksamkeit bei der Vorhersage zerstörerischer Erdbebenwellen und damit bei der Minderung der Schäden für die Bevölkerung belegt.

„Erdbeben in der Nähe. Bereiten Sie sich auf leichte Erdstöße vor.“ Am vergangenen Montag um 7:13:39 Uhr empfingen zahlreiche Android-Smartphones im Südosten Spaniens diese beispiellose Warnung, die die Stärke des Erdbebens – relativ genau – auf 5,1 schätzte. Laut Daten, die Google an EL PAÍS übermittelte, waren zum Zeitpunkt der ersten Warnung erst 12,5 Sekunden seit dem Ausbruch des Erdbebens nahe der Küste Almerías und drei Kilometer unter dem Mittelmeer vergangen. Insgesamt erhielten in den darauffolgenden Augenblicken fünf Millionen Smartphones eine Warnung, so das Technologieunternehmen.

Wie war das möglich? Richard Allen, der Vater des innovativen seismischen Warnsystems, das die Sensoren von Smartphones nutzt, um Beben und Stöße vorherzusehen, erklärt dieser Zeitung: „Etwa 5,5 Sekunden nach dem geschätzten Ursprungsort des Erdbebens [den das IGN auf 7:13:27 Uhr Ortszeit datiert] erreichten die ersten Wellen die Telefone in der nächstgelegenen Stadt“, verrät der Seismologe, der auch Hauptautor der im Fachmagazin Science veröffentlichten Studie ist. In diesem Artikel erläutert er, dass das seismische Frühwarnsystem die Tatsache ausnutzt, dass sich diese ersten Störungen, die P-Wellen, viel schneller durch den Untergrund bewegen als S-Wellen, die für die stärksten Stöße verantwortlich sind und eine größere Zerstörungskraft haben.

Es gibt zwar einen Spielraum, aber er ist gering. Jede Sekunde zählt. „Etwa zehn Sekunden nach Beginn des Erdbebens erreichten die S-Wellen die nächstgelegene Stadt. Die erste Warnung wurde daher einige Sekunden später ausgelöst, aber noch bevor die S-Wellen weiter entfernte Orte erreichten“, erklärt Allen. Alle Smartphones sind potenzielle Erdbebenmelder, da sie über Standort-, Neigungs- und Beschleunigungssensoren verfügen, die seismische Störungen erfassen und über ihre Datenverbindung sofort melden können. Vor zehn Jahren dachten Allen und sein Team am Seismologischen Labor der University of California, Berkeley (USA), darüber nach, diese Fähigkeit von Mobiltelefonen zu nutzen. Heute ist die Erdbebenwarnfunktion auf allen neuen Smartphones mit Android – dem von Google entwickelten mobilen Betriebssystem – standardmäßig aktiviert. Und die Google-Server lauschen ständig: Sobald sie Signale möglicher seismischer Störungen empfangen, verarbeiten ihre Algorithmen diese, bis genügend Beweise vorliegen, um eine Warnung auszulösen.

Marc Stogaitis, leitender Softwareentwickler bei Android und Co-Autor der Studie, erklärt, dass das Warten auf die Erfassung des Erdbebens durch mehr Handysensoren zwar die Magnitudenschätzung präziser machen könne, aber auch den Zeitrahmen für die Warnung verkürze. „Man muss die richtige Balance zwischen Genauigkeit und Zeit finden – das ist die Herausforderung für jedes Erdbeben-Frühwarnsystem. Darüber hinaus muss unser System Signale von vielen verschiedenen Handymodellen mit unterschiedlichen Sensorqualitäten verarbeiten.“

Vor zerstörerischen Wellen warnen

Das Android-Erdbebenwarnsystem wurde im April 2021 in den ersten Ländern – Griechenland und Neuseeland – eingeführt und später auf insgesamt 98 Länder ausgeweitet. Nun haben Allen und Stogaitis einen wissenschaftlichen Bericht über die ersten drei Betriebsjahre veröffentlicht. Bis März 2024 verschickte Google Warnungen für insgesamt 1.279 vermutete Erdbeben – also Erdbeben mit einer Magnitude über 4,5 – und die Analyse zeigt, wie sich die Genauigkeit der geschätzten Magnitude seit den ersten Tests verbessert hat. Damit konnte die mobile Erdbebenerkennung die Fehlerquote der nationalen Frühwarnsysteme der USA und Japans, die die umfangreichen öffentlichen Seismometernetze dieser Länder nutzen, erreichen oder sogar leicht verbessern. Darüber hinaus bewerteten die Forscher die Nützlichkeit der Warnungen, indem sie Zufriedenheitsumfragen unter den Empfängern durchführten. Von den mehr als eineinhalb Millionen Befragten gaben 36 % an, die Warnung vor dem Erdbeben erhalten zu haben, 28 % während des Erdbebens und 23 % danach.

Googles Algorithmus zur Erdbebenerkennung ist nicht unfehlbar: Er hat drei Fehlalarme ausgelöst, die laut Forschern auf zwei Stürme und den Massenversand einer Benachrichtigung zurückzuführen sind, die mehrere Telefone gleichzeitig vibrieren ließ. Die Untersuchung dieser Ereignisse führte dazu, dass das System verfeinert wurde, um zu verhindern, dass ein solches Ereignis erneut einen Alarm auslöst. Als Erfolgsgeschichte präsentieren Allen und Stogaitis ein schweres Erdbeben der Stärke 6,7, das sich am 17. November 2023 südlich der Philippinen ereignete. „Fast 2,5 Millionen Menschen erhielten eine Warnung. Davon erhielten mehr als 100.000 eine Warnung zu Schutzmaßnahmen, die in den meisten Fällen wenige Sekunden vor den S-Wellen und dem Höhepunkt der maximalen Erschütterung eintraf“, so die Forscher in ihrem wissenschaftlichen Artikel. Diese hochrangigen Schutzwarnungen sind mehr als nur Benachrichtigungen – wie die vom vergangenen Montag in Almería – sie umgehen die Lautlos- oder Nicht-Stören-Einstellungen des Telefons, füllen den gesamten Bildschirm aus und geben einen markanten, lauten Ton aus.

Anders als der Erfolg auf den Philippinen legte das verheerende Doppelerdbeben in der Türkei und Syrien am 6. Februar 2023 eine der Achillesfersen dieses Systems offen: Es unterschätzte die Stärke der Erdbeben erheblich. „Es ist ein physikalisches Problem, unter dem jedes Frühwarnsystem bei einem sehr starken Erdbeben leidet, selbst solche, die auf hochpräzisen Seismometern basieren“, erklärt der Seismologe Juan Vicente Cantavella, der nicht an der Studie beteiligt war und das Nationale Seismische Netzwerk am IGN in Spanien leitet . Der Experte bewertet die Ergebnisse des Android-Seismik-Warnsystems als sehr positiven Fortschritt, „trotz dieser und weiterer Einschränkungen, auf die die Forscher in ihrem Artikel hinweisen“. Smartphones können Erdbeben, die sich mitten im Ozean ereignen, nicht erkennen, da die geringe Empfindlichkeit ihrer Sensoren ihre Reichweite auf eine Entfernung von 100 bis 200 Kilometern von der Küste begrenzt. Auch in dünn besiedelten Gebieten ist das von Berkeley entwickelte und von Google implementierte System nicht effektiv, da dort nicht genügend Mobiltelefone für eine genaue Erkennung vorhanden sind.

Auf dem Weg zu einem öffentlichen Warnsystem

Cantavella ist besorgt, dass diese innovativen Erdbebenwarnungen von einem privaten Unternehmen versendet werden: „Wer trägt die Verantwortung, wenn diese Warnungen Fehlalarme auslösen oder bestimmte Nutzer nicht erreichen?“ Elisa Buforn, kürzlich pensionierte Professorin für Seismologie an der Universität Complutense Madrid, ist eine der Android-Nutzerinnen, die die Warnung am vergangenen Montag nicht erhalten haben, obwohl sie sich „in einem Gebiet befand, in dem andere sie erhalten haben“. Trotzdem lobt Buforn die Arbeit von Allen, Stogaitis und ihren Teams und hält es für eine gute Nachricht, dass sie gezeigt haben, dass „ Smartphones bei der Frühwarnung vor Erdbeben helfen können“.

Marc Stogaitis von Google behauptet, sein System sei „eine Ergänzung zur bestehenden Infrastruktur; es soll offizielle Erdbebenwarn- und -erkennungssysteme nicht ersetzen“. Er schlägt es lediglich als Alternative für Länder mit geringeren Ressourcen vor, die über keine nationalen Erdbebennetze verfügen. Spanien verfüge über eines, erinnert sich Cantavella, der dafür verantwortlich ist, und erklärt, dass die Einführung eines öffentlichen Erdbeben-Frühwarnsystems geprüft werde. „Priorität wäre die Warnung vor Erdbeben in derselben Atlantikregion, in der das große Erdbeben von Lissabon 1755 seinen Ursprung hatte.“ Dort werde es früher oder später mit Sicherheit ein weiteres schweres Erdbeben geben.

Buforn teilt diese Priorität und erinnert daran, dass ihr Labor „ zwei verschiedene seismische Frühwarnsysteme – vorerst nur für wissenschaftliche Zwecke – entwickelt und deren Funktionsfähigkeit bei der Vorhersage von Erdbeben in diesem Gebiet südlich der Iberischen Halbinsel, vom Kap St. Vincent bis zu beiden Seiten der Straße von Gibraltar, unter Beweis gestellt hat“. Die erfahrene Seismologin, die einen Großteil ihrer Karriere der Erforschung und Förderung seismischer Frühwarnungen gewidmet hat, begrüßt, dass Googles Initiative „dazu beitragen kann, die Menschen auf die Existenz dieser Systeme aufmerksam zu machen, die die Auswirkungen einiger Erdbeben abmildern können. Damit wir diese offiziellen Warnungen in Spanien haben, brauchen wir nur die Nachfrage der Gesellschaft danach. Wir haben die Mittel.“ Trotz ihres Optimismus hinsichtlich dieser neuen Technologie – die derzeit hauptsächlich in wohlhabenden Ländern mit hohem Erdbebenrisiko eingesetzt wird – erinnert sie jedoch an deren Grenzen: „ Angesichts eines Erdbebens wie dem in Lorca 2011, das so flach und direkt unter der Stadt lag, wäre kein Warnsystem von Nutzen gewesen.“