Methodik und Datengrundlage

Die vorliegende Studie von Dr. Asaf Inbal und seinem Forschungsteam untersucht die seismischen Signaturen großer Menschenansammlungen bei koordinierten und unkoordinierten Aktivitäten. Dazu wurden Messungen bei 385 Freiluftveranstaltungen in den USA sowie bei einer großen Pilgerfahrt in Israel analysiert. Die Teilnehmerzahlen der amerikanischen Proteste stammen aus dem Crowd Counting Consortium, einer Organisation, die öffentlich dokumentierte Versammlungen systematisch erfasst. Für eine präzise Auswertung legte Inbal strenge Mindestanforderungen an den Abstand der Messstationen und die Signalstärke fest. Von den 385 Veranstaltungen, die zunächst die Entfernungskriterien erfüllten, erreichten schließlich 100 zusätzlich die geforderte Verstärkung um mindestens den Faktor 1,5 über einen Zeitraum von insgesamt 15 Minuten. Dabei stellte sich heraus, dass Menschenmengen bei koordinierten Aktivitäten deutlich stärkere seismische Signale erzeugen als ähnlich große Gruppen bei unkoordinierten Aktivitäten.

Frequenzanalyse und Korrelationen

Die Analyse zeigte, dass die stärksten Bodenschwingungen großer Menschenansammlungen im Bereich zwischen einem und zwei Hertz auftreten, was ungefähr dem natürlichen Rhythmus menschlicher Schritte entspricht. Bei den untersuchten Freiluftversammlungen nahm die für den Abstand korrigierte Signalverstärkung ungefähr linear mit dem Logarithmus der Teilnehmerzahl zu. Für diese Gruppe ergab sich ein Korrelationskoeffizient von 0,77, während bei Vergleichsmessungen in Schulen in Tokio lediglich ein Wert von 0,08 erreicht wurde. Zwei Ereignisse verdeutlichen diese Zusammenhänge besonders eindrucksvoll: Ein Protestmarsch mit rund 11.000 Beteiligten in Troy im US-Bundesstaat New York und eine Pilgerfahrt mit etwa 100.000 Teilnehmern im israelischen Meron zeigten deutliche Verstärkungen gegenüber dem Hintergrundrauschen. Die Pilgerfahrt im Jahr 2021 endete tragischerweise in einer Gedrängekatastrophe, bei der 45 Menschen ums Leben kamen.

Einfluss des kollektiven Verhaltens

Dr. Asaf Inbal bezeichnet diese Skalierungsbeziehungen aufgrund ihrer Abhängigkeit von der Bewegungsart manchmal als die Magnitude der Menschen. Der Vergleich zwischen verschiedenen Veranstaltungsarten deutet darauf hin, dass das Verhalten einer Menschenmenge die Bodenschwingungen wesentlich beeinflussen kann. Bei Demonstrationen und Pilgerfahrten könnten gemeinsames Marschieren oder rhythmisches Springen die Erschütterungen erheblich verstärken, während die Schritte auf Schulhöfen meist weniger synchron erfolgen. Die Studie hat solche Bewegungsmuster allerdings nicht bei jedem Ereignis direkt gemessen, sondern diese Erklärung aus den Unterschieden zwischen den Veranstaltungsarten abgeleitet. Auch andere städtische Erschütterungsquellen waren in den Aufzeichnungen erkennbar: In Tokio stiegen die Messwerte zum Beginn des Schultags gegen acht Uhr deutlich an und sanken während typischer Pausenzeiten wieder etwas ab.

Perspektiven für die Überwachung

Eine einzelne starke Bodenschwingung verrät allerdings noch nicht zuverlässig, wie viele Personen sich an einem Ort versammelt haben, da auch zufällige Schwankungen des Hintergrundrauschens ähnliche Verstärkungen hervorrufen können. Zudem können die erfassten Teilnehmerzahlen um den Faktor zwei oder mehr unsicher sein, und die Abstände zu ausgedehnten Menschenansammlungen lassen sich oft nur grob bestimmen. Inbal möchte daher verstehen, ob Veränderungen der seismischen Signatur einer Menschenmenge Übergänge in ihrem kollektiven Verhalten anzeigen könnten, möglicherweise sogar bevor diese durch herkömmliche Überwachungsmethoden sichtbar werden. Künftig könnten seismische Messnetze daher ergänzende Hinweise auf Größe und Bewegungsverhalten großer Menschenansammlungen liefern, auch wenn sich daraus unter realen Bedingungen eine zuverlässige Echtzeitüberwachung oder Frühwarnung vor gefährlichem Gedränge durch diese Beobachtungsstudie noch nicht nachweisen lässt.