Multi-Sensor-Überwachung eines transienten Ereignisses im Gran-Sasso-Aquifer, Italien

Als der Berg plötzlich knallte

An einer stillen Augustnacht 2023 hörten Mitarbeiter tief im italienischen Untergrundlabor am Gran Sasso einen kraftvollen, unerklärlichen Knall, der durch den Fels hallte. Statt ihn als bloße Kuriosität abzutun, betrachteten Wissenschaftler diesen „Bergknall“ als ein seltenes natürliches Experiment und setzten ein Bündel von Sensoren ein, um zu beobachten, wie Wasser, Gestein und sogar die Erdrotation reagierten. Ihre Ergebnisse zeigen, wie eng die verborgene Wasserführung eines Bergs mit dem, was wir an der Oberfläche hören und fühlen, verknüpft ist.

Ein verborgener Fluss im Berg

Der Gran Sasso ist mehr als ein eindrucksvoller Gipfel in den zentralen Apenninen; er ist auch eines der größten unterirdischen Wasserspeicher in Mittel- bis Süditalien. Regen und Schmelzwasser versickern in gebrochenem Kalkstein hoch auf dem Plateau, durchwandern Risse und Höhlen und treten dann an großen Quellen am Fuß des Bergs wieder zutage. Dieses natürliche System wurde in den 1980er-Jahren umgestaltet, als zwei lange Autobahntunnel und ein unterirdisches Physiklabor ausgehoben wurden, wodurch neue Wege in das Aquifer eingebracht und der Wasserfluss durch den Massiv verändert wurden.

Wasser, Gestein und Luft zugleich beobachten

Um dieses komplexe System zu überwachen, erfassen Forscher vier Schlüsselabwässer: zwei große Quellgebiete an der Südseite, Abläufe aus dem nördlichen Tunnel und hochdruckführendes Grundwasser tief im Tunnel in der Nähe des Labors. An diesen Stellen messen sie Wasserstand, Temperatur, elektrische Leitfähigkeit und an einer Stelle den Wasserdruck zwanzigmal pro Sekunde. Über und im Berg erfassen Wetterstationen Niederschlag und Schneefall. Unterirdisch lauscht und fühlt ein Instrumentennetzwerk: empfindliche Seismometer für Erdbebenbewegungen, Beschleunigungsmesser für starke Stöße, ein Mikrofon für Luftschall und ein ungewöhnliches Gerät namens Ringlaserkreisel (Spitzname GINGERINO), das winzige Drehbewegungen der Erdkruste misst.

Langsame Zunahme vor der lauten Nacht

Die Vorgeschichte des Knalls von 2023 begann Monate zuvor. Der Frühling 2023 brachte außergewöhnlich heftige Regenfälle auf das Gran-Sasso-Plateau – einer der niederschlagsreichsten Monate seit über einem Jahrzehnt. Ab Mai zeigten eine Quelle (Tempera) und der tiefe Drucksensor im Tunnel einen schnellen und stetigen Anstieg von Wasserstand und Druck, während entferntere Austritte sich kaum veränderten. Dieses Muster deutete darauf hin, dass schnell reagierende unterirdische Kanäle im Bergkern aktiviert wurden, wahrscheinlich karstige Leitungen – natürliche Röhren, die im Gestein ausgelaugt sind. Zur gleichen Zeit begann der Ringlaserkreisel ungewöhnlich laute Signale zu zeigen, als erlebe das umgebende Gestein stärkere oder häufigere subtile Bewegungen als sonst, und das Wasser nahe dem nördlichen Tunnel wurde merklich trüber, was auf gestörte Fließwege hindeutete.

Der Moment, als der Berg sprach

Am 14. August 2023 um 22:00 UTC meldete sich der Berg abrupt. Ein scharfer, Sekunden dauernder Knall war im Labor zu hören und wurde gleichzeitig von zahlreichen Instrumenten erfasst. Seismometer und Beschleunigungsmesser zeichneten einen kurzen, starken Impuls mit einer kleinen früheren Ankunft auf, was zu einem Stoß im Gestein passt, gefolgt fast unmittelbar von Schallwellen, die durch die Tunnel in der Luft reisten. Der Kreisel registrierte einen dramatischen Ausreißer in der Rotationsbewegung, groß genug, um seinen Laser vorübergehend zu stören, und seine optische Ausrichtung verschob sich plötzlich, was auf eine starke mechanische Störung hindeutete. Das Mikrofon nahm Geräuschanteile über ein breites Frequenzspektrum auf, von tiefen Grollen bis zu höheren Tönen. Fast gleichzeitig begann der tiefe Drucksensor im Tunnel schnell zu fallen – was einem Verlust von etwa 70 Zentimetern Wassersäule in ungefähr einem Tag entspricht – gefolgt von einem leichten Anstieg des Abflusses aus der Tunnelentwässerung einige Tage später.

Was wohl unterirdisch geschehen ist

Wenn man diese unabhängigen Hinweise zeitlich und räumlich in Einklang bringt, argumentieren die Autoren, dass der Knall kein konventionelles Erdbeben war, sondern eine plötzliche Umordnung im wassergefüllten Klüftennetz sehr nahe beim Labor. Die plausibelsten Szenarien sind, dass eine Klüfte, die als Barriere wirkte, plötzlich verrutschte oder sich öffnete, oder dass eine zuvor verstopfte karstige Leitung durch den ungewöhnlich hohen Wasserdruck freigelegt wurde. In jedem Fall dürfte Wasser in einen neuen Weg geströmt sein, Druck freigesetzt, Sedimente aufgewirbelt und ein zusammenhängender, gesteinsgetragener Stoß sowie ein lauter akustischer Knall ausgesandt worden sein, die von allen Instrumenten registriert wurden.

Warum das für Berge und Menschen wichtig ist

Für Nichtfachleute zeigt die Arbeit, dass Berge keine starren Monolithe sind, sondern lebendige Systeme, in denen Wasser, Gestein und selbst winzige Rotationsbewegungen verflochten sind. Die Studie demonstriert, dass die Kombination traditioneller Hydrogeologie mit modernen Werkzeugen wie Ringlaserkreiseln langsame Aufbauprozesse und plötzliche Freisetzungen sichtbar machen kann, die sonst unbemerkt blieben. Solche Ereignisse können Grundwasserflüsse subtil umlenken, die Sicherheit und den Betrieb von Tunneln und Untergrundlaboren beeinflussen und auf andauernde geologische Anpassungen im Massiv hinweisen. Indem die Forscher ein überraschendes Geräusch als Multi-Sensor-Experiment behandelten, eröffnen sie einen Weg, das Innenleben von Bergen in Echtzeit zu beobachten.

Zitation: Barberio, M.D., Basti, A., Braun, T. et al. Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy. Sci Rep 16, 8221 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33923-6

Schlüsselwörter: Gran-Sasso-Aquifer, Bergknall, Ringlaserkreisel, karstisches Grundwasser, Multi-Sensor-Überwachung