Am Anfang dieser Artikelidee stand ein großer Schreck: Am 26. September 2019 um 13:59 Uhr erschütterte ein Erdbeben der Stärke 5,8 Istanbul. Ich saß zu diesem Zeitpunkt in einem Vorlesungsraum auf dem Südcampus der Bogazici Universität. „Deprem mi oluyor?“ (Ist das ein Erdbeben?), rief eine meiner Kommilitoninnen verängstigt vom anderen Ende des Raumes.
Es herrschte Totenstille, wir alle wussten sofort, warum die Deckenlampen gefährlich hin und her schwangen, wir auf unseren Stühlen sitzend das Gefühl hatten, auf hoher See zu sein.
Spannungen am Bosporus
Dass am Bosporus und überall in der Türkei täglich kleinere Erdbeben zu verzeichnen sind, ist keine Neuigkeit. Das Land liegt an mehreren sogenannten Verwerfungslinien. Im Falle Istanbuls treffen an der Nordanatolischen Störung die eurasische und die anatolische Platte aufeinander. Im Idealfall schieben sie sich aneinander vorbei. Manchmal aber verhaken sich die Platten und Erdbeben unterschiedlicher Stärke entstehen.
Erst kürzlich hat ein internationales deutsch-türkisch-französisches Forscherteam herausgefunden, dass sich im Marmarameer vor Istanbul durch solche Verschiebungen eine tektonische Spannung aufgebaut hat, die die Verwerfungszone ruckartig um vier Meter verschieben könnte. Diese Spannungsentladung würde ausreichen, um ein Erdbeben der Stärke 7,1–7,4 hervorzurufen. Die Istanbulerinnen und Istanbuler sind sich der Gefahr durchaus bewusst, versuchen in ihrem alltäglichen Leben aber, nicht zu viel über das büyük deprem (große Erdbeben) nachzudenken. Seit dem 26. September ist die Angst vor der Katastrophe allerdings wieder präsenter, ob im Supermarkt, an der Uni oder im Fernsehen.
Wissenschaftliche Verwerfungen
Glücklicherweise arbeiten Studierende, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Ingenieurinnen und Ingenieure tagtäglich auf unterschiedlichsten Wegen daran, Städte wie Istanbul „seismisch resilienter“ zu machen. Denn klar ist, das nächste Erdbeben ist unausweichlich: Die Metropole liegt an einer der aktivsten und gefährlichsten Verwerfungslinien und die Türkei weist im Allgemeinen eine sehr hohe seismische Aktivität auf. Daher ist es keine Überraschung, dass an der Bosporus Universität Istanbul ein renommiertes Erdbebenforschungsinstitut angesiedelt ist.
Das Institut hat sich auf die Fahne geschrieben, die Erdbebensicherheit Istanbuls und der Türkei insgesamt zu verbessern. So arbeitete das Kandilli Observatorium und Erdbebenforschungsinstitut gemeinsam mit drei weiteren Universitäten federführend an einem Erdbebenmasterplan für Istanbul und Izmir. Zusätzlich ist das Institut an verschiedenen Projekten mit lokalen und internationalen NGOs und den Istanbuler Stadtverwaltungen beteiligt, die dasselbe Ziel verfolgen.
Ich möchte mir den Ort anschauen, der so einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit einer Millionenstadt wie Istanbul leistet. Daher steige ich an diesem sonnigen Freitagmorgen in den Expressbus, der mich vom Hauptcampus auf der europäischen zum Kandilli Observatorium und Erdbebenforschungszentrum auf der asiatischen Seite Istanbuls befördert. An insgesamt drei Fachbereichen – Erdbebeningenieurwesen, Geodäsie und Geophysik – wird auf Master- und Promotionslevel interdisziplinär gelehrt und geforscht. Der Lehrauftrag des Instituts lässt sich in drei Schwerpunkte untergliedern: erstens Ausbildung von Studierenden, zweitens erdbebenrelevante Forschung und drittens Umsetzung von Forschungsergebnissen in die Praxis.
Der Teufel steckt im Minarett
Nach dem verheerenden Erdbeben 1999, das knapp 20.000 Menschen das Leben kostete, erwarb die Bosporus Universität als erste Hochschule des Landes sogenannte „Shake Table“. Im Labor werden mithilfe dieser Vorrichtungen Erdbeben verschiedener Stärke simuliert und Modelle unterschiedlicher Gebäudestrukturen darauf platziert, um zu untersuchen, wie sich die Nachbildungen seismisch verhalten. Im Falle einer Moscheenachbildung hat sich beispielsweise nachweisen lassen, dass der größte Schwachpunkt solcher Strukturen die Minarette und die Kuppeln sind. Auf dem größten dieser Tische können übrigens Modelle von bis zu 10 Tonnen installiert werden. Den Forscherinnen und Forschern kommt hier hin und wieder aber auch Kurioses auf den Tisch, Objekte, die auf den ersten Blick wenig mit Erdbebenforschung zu tun haben: Beispielsweise wurden hier seismische Leistungstests an Öl-Wasserabscheidern durchgeführt. Öl-Wasserabscheider werden zum Sammeln und Abscheiden von Öl, Wasser und andere Verunreinigungen aus einer Druckluftanlage benutzt und sind u. a. für die Schifffahrt sehr wichtig.
Istanbul: Eine Stadt, in der Erdbebensicherheit nie schläft
In den Aufgabenbereich des Erdbebenforschungsinstituts fällt auch, was in Fachkreisen als Zustandsüberwachung oder Structural Health Monitoring bekannt ist. Darunter versteht man im Kontext der Erdbebenforschung die kontinuierliche Kontrolle und Überwachung eines Objekts im Hinblick auf seine Erdbebensicherheit. Durch festinstallierte Messgeräte ist es möglich, Änderungen in der Bausubstanz wie zum Beispiel Risse sofort zu identifizieren. Nach einem Erdbeben lässt sich so das Ausmaß des Schadens bewerten und dieser, sofern möglich, zielgerichtet beheben.
Was haben historische Bauobjekte wie die Hagia Sophia, die Süleymaniye-Moschee oder die Blaue Moschee Sultanahmet mit der Fatih-Sultan-Mehmet-Brücke oder dem Marmaraytunnel gemeinsam? Oder mit modernen Wolkenkratzern wie dem Sapphire oder dem İşBank Tower? Sie alle gehören zu den insgesamt 24 Objekten in Istanbul, die rund um die Uhr in Schichtarbeit durch das Erdbebenforschungsinstitut der Bosporus Universität auf ihre Erdbebensicherheit hin überwacht werden. Davon bekommt ein Großteil der Bevölkerung im Alltagsleben kaum etwas mit.
Bewusstsein schaffen: eine Frage von Leben und Tod
Da wirkt die Lage des Kandilli Campus fast schon allegorisch: Wie aus einem akademischen Elfenbeinturm blickt er von seinem Hügel auf den tektonischen Hexenkessel, weit weg vom Trubel der Millionenstadt. Trotzdem findet das hier generierte Wissen immer seinen Weg aus den Gebäuden und Forschungseinrichtungen des Campus‘ nach unten, zu den Bewohnerinnen und Bewohnern Istanbuls: Mir selbst wurde das Ausmaß der Bedrohung erst bewusst, als ich einen der so genannten Erdbebentrucks besucht hatte. Sie werden an öffentlichen Plätzen, Schulen und Universitäten eingesetzt, um Bewusstsein für die Erdbebengefahr zu schaffen und das richtige Verhalten im Ernstfall zu üben. Bis zu sieben Menschen können gleichzeitig nach einer kurzen Einführung Gelerntes in die Praxis umsetzen und werden gebeten, sich während des simulierten Erdbebens der Stärke 6,5 auf den Boden zu knien und Kopf und Hals mit den Händen zu schützen.
Das Institut erreicht die Menschen in der Türkei, wie mich, ebenfalls an ihren Smartphones: Seit dem 26. September 2019 hat sich bei mir unter den meistbesuchten Seiten neben die Klassiker wie E-Mail- und Kurznachrichtendienste ein unscheinbar aussehendes Quadrat hinzugesellt: Auf weißem Grund zeichnet sich ein fein umrissenes Pendel ab. Es steht für die vom Institut betriebene Internetseite, auf der man in Echtzeit über alle in der Türkei verzeichneten Erdbeben informiert wird. Das ist mithilfe von 250 im ganzen Land installierten Messtationen möglich, die seismische Aktivität aufzeichnen.
Nach dem Beben ist vor dem Beben
Auch jetzt schaue ich auf meinen Handydisplay, denn mein Tag am Erdbebenforschungsinstitut der Bosporus Universität neigt sich langsam seinem Ende zu. Die Sonne steht schon tief am Horizont und wie eine Zeitreisende begebe ich mich in die ehrwürdigen Hallen, wo (fast) alles angefangen hat: In den Astronomieturm des Instituts. Während 1868, im Gründungsjahr des Observatoriums, das Interesse in Richtung Himmel gerichtet war, steht mit der Erdbebenforschung heute der Boden unter meinen Füßen im Fokus. Der Schrecken, den mir das Beben während meiner Vorlesung eingejagt hat, ist zwar nicht ganz verflogen, ich fühle mich nach meinem Besuch in Kandilli aber besser vorbereitet. Denn eines ist sicher: Der Gedanke an die Möglichkeit eines Erdbebens gehört zu meinem Studium in Istanbul wie Prüfungen und Cay.
English Version
In the beginning was the Fear
It all started with a great shock: On the 26th of September 2019 at 13:59 a magnitude 5.8 earthquake hit Istanbul. I was sitting in a lecture hall on the South campus of the Boğazici University at that time. “Deprem mi oluyor?” (Is this an earthquake?), shouted one of my classmates all terrified from across the room. There was a deathly hush as we all knew immediately why the suspended ceiling lamps oscillated back and forth over our heads, while we on our chairs felt like being on the high seas.
Tensions high on the shores of the Bosporus
Earthquakes are common in Turkey as the country is situated on several active fault lines. Istanbul sits on the North Anatolian Fault where the Eurasian Plate and the Anatolian Plate meet and, ideally, slide past each other. Earthquakes and tremors of different size result from an interlocking of the tectonic plates.
Recently, a German-Turkish- French research team discovered that considerable tectonic tensions have been building up in the North Anatolian Fault below the Marmara Sea: to such an extent that the Fault could actually jerkily “jump” up to four meters when releasing all this energy. This would suffice to provoke an earthquake of magnitude 7.1- 7.5. People living in Istanbul are aware of the risk but they try to push the “büyük deprem” (big quake) to the back of their minds in their daily life. Since the 26th of September however, the fear has become palpable be it in the supermarket, on campuses or on TV.
Scientific faults
Luckily, students, researchers and engineers are relentlessly working throughout various means to make cities like Istanbul more earthquake-resilient. One thing is certain: the next earthquake is bound to come. As the metropolis sits on one of the most active and most dangerous faults and as Turkey has been hammered regularly by seismic activity, it is little wonder that the Boğazici University is home to an Earthquake Research Institute of international renown.
With its research, the institute is committed to contribute to ramping up earthquake resilience in Istanbul and all around Turkey. In cooperation with three other universities, the Bogazici University has developed an Earthquake Masterplan for the cities of Istanbul and Izmir for example. Moreover, researchers and students are working closely with government agencies, local and international NGOs and municipalities which pursue the same objective.
I wish to pay a visit to the place that contributes to the safety of a million-people city in such an important way. On this sunny Friday morning, I find myself on the express bus that will take me from the main campus on the European side to the Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute (KOERI) located on the Asian side of Istanbul. Here, interdisciplinary research and teaching is conducted on postgraduate and PhD level in the three departments of the Institute: the Department of Earthquake Engineering, Geodesy and Geophysics. The main activities and aims can be summed up in three broader categories the first being training of students, secondly, earthquake related research and thirdly, its practical implementation.
The devil is in the minaret
After the devastating Marmara earthquake of August 1999 which claimed more than 17.000 lives, the Boğaziçi University acquired so-called Shake Tables as the very first Turkish institution to do so. By means of this equipment, earthquakes of various sizes are simulated and models of diverse building structures and types are tested on their seismic behavior. In the case of a mosque reproduction for instance, tests showed that its weak spot reside in the minaret and the dom. Models of up to 10 tons can be installed on the largest of a total of four Shake Tables. Once in a while, somewhat more curious “patients” are tabled in the sacred labs of Kandilli: For instance, seismic performance tests have been carried out on oily water separators crucial for the shipping industry.
Istanbul: a city where earthquake safety never sleeps
Furthermore, the Institute also carries out research on what is known as “Structural Health Monitoring” among experts. In the context of earthquake research this concept refers to the continuous control and supervision of a structure in regards to its seismic response and safety. Permanently mounted devices render it possible to monitor the response to tremors resulting from earthquakes, heavy traffic or explosions, and identify changes in the building material such as cracks immediately. After a tremor it is thus easily possible to firstly assess the extent of potential damages and in a second step to facilitate targeted intervention.
What do historical buildings such as the Hagia Sophia, the Süleymaniye Mosque or the Blue Mosque have in common with state-of-the-art Fatih Sultan Mehmet suspension bridge, the Marmaray Tunnel or with impressive skyscrapers such as the Sapphire and IsBank towers? Well, all these landmarks belong to a total of 24 objects in the city which are monitored 24/7 concerning their earthquake response by the staff of KOERI. Most of the time, these efforts go unnoticed by the majority of the population.
Spreading the message: a question of life and death
In this sense, the Kandilli campus appears almost allegorically presiding as an academic ivory tower on the hills over the tectonic cauldron. But appearances are often deceiving: Kandilli- generated knowledge always finds its way down to the inhabitants of Istanbul. In the shape of an Earthquake Truck for example which are used in public places, schools and universities in order to raise awareness, outline appropriate behavior and prepare for the emergency case. The trucks can host seven individuals at a time who, after a short introduction by an instructor, are asked to put into practice what they have just learnt. In the scope of a 6.5 magnitude earthquake simulation, participants knee down while protecting heads and necks with their hands while being jolted for approximately one minute. For the most of us, this literally constitutes a shaking experience.
In addition to Earthquake Trucks, Kandilli also reaches out to people by the means of their smartphones which is also true for me. Since the 26th of September 2019, alongside classics like social media, news outlets and email providers, a rather unspectacular white square carrying a pendulum figures among my personal selection of frequently visited websites. It is the Institute’s website informing in real time about all registered earthquakes countrywide. Basis for this are 250 seismic measuring stations installed all over Turkey which provide the Institute with the necessary information.
After the earthquake is before the earthquake
Just now I had a look on my smartphone too: As the day draws so does my visit to the Earthquake Research Institute of the Bogazici University. Like a time traveller I render myself to the sacred halls where it all began -- the astronomy tower of Kandilli. If in the Institute’s founding year 1868 the inquisitive mind wandered heavenward, its main research interest focuses nowadays on the firm ground under my feet.
Sure, all of my fright is not forgotten but after my visit to Kandilli I feel better prepared for the next tremor because one thing is certain: the thought of an earthquake is part of the game as are exams and Turkish tea when deciding to study in Istanbul.
