«Wir müssen abschätzen, wie schnell und wie weit die Rutschung kommen kann»

ETH-News: Herr Aaron, Sie haben eine Expertengruppe beraten, welche die Gemeinde Albula im Fall der Rutschung Brienz unterst¨¹tzt. Was war konkret Ihre Aufgabe?
Jordan Aaron: Meine Aufgabe war es, abzusch?tzen, wie weit und wie schnell die Schuttmassen im Fall eines Ereignisses abgleiten k?nnten. Anfang November habe ich mit meinem Computermodell begonnen, das potenzielle Auslaufgebiet eines Ereignisses zu simulieren. Die Ergebnisse der Simulationen und einen Entscheidungsrahmen habe ich dann den Expertinnen und Experten zur Verf¨¹gung gestellt, die den verschiedenen Szenarien Wahrscheinlichkeiten zugeordnet haben, um zu kategorisieren, welche wahrscheinlicher und welche weniger wahrscheinlich sind.

Wann wurden Sie zur Beurteilung des Bergsturzes beigezogen?
Seit Herbst 2023 habe ich einen Vertrag mit dem Kanton Graub¨¹nden f¨¹r Forschung und wissenschaftliche Dienstleistungen. Die ersten Gespr?che zu diesem Projekt gab es vor dem Ereignis im Juni 2023. Nach diesem Ereignis wollten die Beh?rden wissen, wie hoch das Restrisiko f¨¹r das Dorf ist. Meine Forschungsgruppe hat zur Risikoabsch?tzung beigetragen.

Wie viele Simulationen haben Sie f¨¹r Brienz mit diesem Modell gerechnet?
Ich habe mehrere tausend Simulationen durchgef¨¹hrt, um die verschiedenen Szenarien darzustellen. Das liegt daran, dass es wie gesagt sehr unsicher ist, was passieren k?nnte. Die Ergebnisse h?ngen zum Beispiel davon ab, wie das bewegliche Material versagt und wie die klimatischen Bedingungen zu diesem Zeitpunkt sind. All diese Faktoren in unsere Simulationen einzubeziehen, ist eine grosse Herausforderung, und daher sind die Simulationen mit einigen Unsicherheiten behaftet. Wir k?nnen einige dieser Unsicherheiten absch?tzen, indem wir viele m?gliche Szenarien durchspielen, aber alle Ergebnisse m¨¹ssen zus?tzlich von Experten beurteilt und bewertet werden.

Welches war das ung¨¹nstigste Szenario, das sich aus Ihren Simulationen ergab?
Wir haben uns zwei verschiedene Simulationen genauer angesehen, die f¨¹r das Dorf, die Kantonsstrasse und die Linie der Rh?tischen Bahn schwerwiegende Konsequenzen haben k?nnten. Im ersten Szenario bewegt sich das abst¨¹rzende Gesteinsmaterial ¨¹ber einen wasserges?ttigten Untergrund. In diesem Fall w?re der Reibungswiderstand sehr gering. Das Material k?me also mit hoher Geschwindigkeit sehr weit. Das zweite ung¨¹nstige Szenario k?nnte eintreten, wenn das bewegte Material selbst mit Wasser ges?ttigt w?re, was das Material stark schw?chen w¨¹rde. Im schlimmsten Fall k?nnten beide Faktoren - wasserges?ttigter Untergrund und wasserges?ttigtes Material im Abbruchgebiet zusammen auftreten. In diesem Szenario zeigen einige unserer Simulationen, dass das Material bis zum Fluss Albula reicht. Dies k?nnte verheerende Auswirkungen auf die Strasse und die Bahnlinie haben. Dieser Fall ist aber sehr unwahrscheinlich.

Was ist das wahrscheinlichste Szenario?
Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass das Material wie bisher den Hang hinunterkriecht, also mit einer Geschwindigkeit von einigen Dutzend Zentimetern pro Tag. Das ist eine relativ schnelle Rutschung, aber nicht so gef?hrlich f¨¹r ein Dorf, das einige hundert Meter entfernt liegt.

Aber sie kommt nicht so nahe ans Dorf wie 2023?
Die Rutschung k?nnte ?hnlich weit reichen, aber die Geschwindigkeit w?re viel geringer. Zum Vergleich haben wir uns eine andere Rutschung an diesem Berg angesehen, den Igl Rutsch. Damals kam das Material ziemlich nahe bis zum Dorf herunter. Aber von dem Moment an, als es sich zu bewegen begann, bis es zum Stillstand kam, vergingen drei Jahre. Es war eine Rutschung in Zeitlupe mit einer ?hnlichen Geschwindigkeit wie das Material, das sich jetzt bewegt. Auch das ist eine M?glichkeit, die wir in Betracht ziehen m¨¹ssen. Ebenso wahrscheinlich ist ein Ereignis, bei dem sich das Material innerhalb von Minuten l?st und schnell den Hang hinunterrutscht, ?hnlich wie beim Abbruch im Jahr 2023. In meiner Simulation n?hert sich das Material dem Dorf, verfehlt es aber.

Trotzdem w¨¹rden Sie die Entscheidung, das Dorf zu evakuieren, die zum Teil auf Ihren Simulationen beruht, nicht in Frage stellen.
Nein. Ich bin ein wissenschaftlicher Berater. Die Entscheidung treffen Politiker und Entscheidungstr?ger. Aber wenn eines der beiden schlimmsten Szenarien eintr?te, dann haben die Simulationen gezeigt, dass die Folgen f¨¹r das Dorf verheerend w?ren. Und weil die Wahrscheinlichkeit hoch genug ist, dass diese kritischen Szenarien eintreten, bedeutet das ein hohes Risiko f¨¹r die Dorfbev?lkerung.

Was ist das Besondere an Ihrem Modell?
Das Modell profitiert von Fortschritten in der Rechenleistung. Moderne Grafikkarten, so genannte GPUs, sind relativ preiswert, aber wenn ein Programm auf eine bestimmte Art und Weise geschrieben ist, k?nnen sie diese Beschleunigung liefern. Das ist es, was KI-Algorithmen tun, und das ist es, was mein Modell tut. Deshalb ist es ¨¹ber 200 Mal schneller als vergleichbare Modelle.

Wie lange braucht ein normaler Desktop-Computer, um eine Simulation mit Ihrem Modell zu berechnen?
Zwischen drei und zehn Sekunden. Die Vorg?ngerversion ben?tigte f¨¹r eine solche Berechnung rund 40 Minuten, also wesentlich l?nger. Diese kurze Rechenzeit erm?glicht es uns, so viele Simulationen durchzuf¨¹hren und alle Unsicherheiten einzubeziehen, ohne daf¨¹r Monate zu brauchen.

Aber wie findet man unter Tausenden von Simulationen diejenigen, die realistisch sind?
Das ist tats?chlich eine grosse Herausforderung. Ich habe meine Doktorarbeit genau auf diesem Gebiet gemacht: Vorherzusagen, wie weit und wie schnell sich Rutschungen ausbreiten. Dazu habe ich in einer Datenbank Vergleichsf?lle aus der ganzen Welt gesammelt. Im Fall von Brienz kann ich nun auf diese Datenbank zur¨¹ckgreifen und sie mit ?hnlichen F?llen an anderen Orten der Welt vergleichen. So k?nnen wir die Simulationen mit realen ?hnlichen F?llen vergleichen und absch?tzen, welches Szenario eintreten k?nnte. Es sind keine perfekten ?bereinstimmungen, aber ziemlich gute Analogien zu dem, was passieren k?nnte.

Wenden Sie Ihr Modell auch in anderen F?llen in der Schweiz an?
Ja, ich habe es schon auf andere F?lle in der Schweiz angewendet, auch im Kanton Graub¨¹nden.

Was heisst das f¨¹r Ihre Forschung? Haben Sie neben diesen Gef?hrdungsabsch?tzungen noch Zeit daf¨¹r?
Brienz ist ein Beispiel daf¨¹r, wie die Forschung meiner Gruppe der Gesellschaft n¨¹tzt. Unsere Erkenntnisse und Werkzeuge helfen den Beh?rden, wissenschaftlich fundierte Entscheidungen zu treffen, die die Bev?lkerung sch¨¹tzen. Meine Vision als Kopf der Professur f¨¹r Ingenieurgeologie an der ETH Z¨¹rich ist es, innovative Forschung zu betreiben, die unser Wissen ¨¹ber geologische Prozesse wie Hangrutschungen erweitert. Diese neuen Erkenntnisse wollen wir dann in praxistaugliche Werkzeuge und Beratungen umsetzen, die Praktiker:innen und Entscheidungstr?ger:innen nutzen k?nnen. Unser Ziel ist, dass die Gesellschaft damit fundierte Entscheidungen zum Schutz von Mensch und Infrastruktur treffen kann. Das ist der allgemeine Kontext, in dem wir in meiner Gruppe Grundlagenforschung betreiben.

K?nnen Sie das Modell noch verbessern?
Ja, nat¨¹rlich, und wir werden es weiter verbessern, aber dazu m¨¹ssen wir die Mechanismen, die solchen Naturkatastrophen zugrunde liegen, besser verstehen. In meiner Gruppe gibt es eine Reihe von Forschungsprojekten, die in diese Richtung gehen, und wir haben hervorragende Mitarbeiter, die daran arbeiten. Ich bin optimistisch, dass wir in der Lage sein werden, die neuen Werkzeuge zu entwickeln, die dringend ben?tigt werden, um die zuk¨¹nftigen Herausforderungen der Gesellschaft zu bew?ltigen, zumindest was die Ingenieurgeologie betrifft.