100 Kilotonnen TNT detoniert – doch die Nachbeben blieben aus
Im September 2017 zündete Nordkorea tief unter dem Berg Mantap auf dem Testgelände Punggye-ri seinen sechsten unterirdischen Atomtest. Die Sprengkraft wurde auf 100 bis 250 Kilotonnen TNT geschätzt; der United States Geological Survey (USGS) registrierte die Detonation als seismisches Ereignis der Stärke 6,3. Rund acht Minuten später folgte ein Erschütterungsereignis der Stärke 4,1, das als Einsturz des unterirdischen Explosionshohlraums klassifiziert wurde.
Unter normalen geologischen Umständen zertrümmert eine derart gewaltige Untergrundexplosion das umliegende Gesteinsgefüge und löst eine dichte Serie kleinerer Nachbeben aus. Während sich die Erdkruste neu anordnet, klingt diese Nachbebensequenz über Wochen hinweg allmählich ab. In Punggye-ri geschah zunächst jedoch so gut wie nichts: Abgesehen von einer isolierten Miniaturerschütterung blieb eine nennenswerte Nachbebenserie vollständig aus. Erst etwa drei Wochen nach der Zündung setzte eine kontinuierliche seismische Aktivität ein.
Heute, acht Jahre später, sind die Erschütterungen in der Region keineswegs zum Stillstand gekommen. Ganz im Gegenteil: Sie werden immer zahlreicher und intensiver.
1.399 Mikrobeben aus dem seismischen Rauschen geborgen
Eine am 17. September 2026 im Fachjournal Science veröffentlichte Studie liefert nun das vollständige Bild. Ein Team unter der gemeinsamen Leitung von Kwang-Hee Kim von der Pusan National University und dem Geophysiker Xingli Fan von der Chengdu University of Technology wertete kontinuierliche seismische Messreihen aus, die zwischen 2008 und 2025 in China und Südkorea aufgezeichnet worden waren. Dabei identifizierten die Forscher 1.399 Erdbeben in der Umgebung von Punggye-ri und bestimmten für 955 von ihnen die präzisen Hypozentren. Bei der überwiegenden Mehrheit handelte es sich um Mikrobeben unter Magnitude 2,0 – Erschütterungen, die auf gewöhnlichen Seismogrammen mit bloßem Auge unmöglich von Hintergrundrauschen zu unterscheiden sind.
Abb.: Vom U.S. Geological Survey (USGS) veröffentlichte Intensitätskarte des nordkoreanischen Atomtests von 2013. Quelle: USGS
Aufgespürt wurden die Ereignisse mithilfe des sogenannten „Template-Matching“-Verfahrens (Kreuzkorrelation von Wellenformen). Das Prinzip ist bestechend einfach: Die bekannten Wellenformen bereits verifizierter Beben dienen als Vorlage (Template), mit der lange historische Registrierungen systematisch abgeglichen werden. Auf diese Weise lassen sich extrem schwache, im Umgebungsrauschen verborgene Signale gezielt herausfiltern. Bildlich gesprochen gleicht das Verfahren dem Versuch, eine kurze Melodiesequenz über eine 24-stündige Tonaufnahme zu legen, um jede noch so leise mitgesummte Wiederholung aufzuspüren – selbst wenn sie vom Umgebungslärm fast vollständig überdeckt wird.
Die analysierten Daten führten zu einem verblüffenden Ergebnis: Nach dem Atomtest von 2017 sank die Bebenhäufigkeit nicht etwa ab, sondern stieg bis 2025 kontinuierlich an. Parallel dazu wuchs auch die kumulierte Energie aller Beben – in der Geophysik als „seismisches Moment“ bezeichnet – stetig an. Räumlich ordnen sich die Erschütterungen entlang zweier annähernd paralleler, nordnordwestlich verlaufender Achsen an. Eine dieser Linien entspricht der südlichen Fortsetzung einer bereits vor Jahrzehnten kartierten geologischen Verwerfung südlich des Mantap; die andere weist an der Erdoberfläche keinerlei morphologische Spuren auf. Da Feldforschungen vor Ort in Nordkorea unmöglich sind, mussten die Wissenschaftler alte geologische Karten aus vergangenen Jahrzehnten heranziehen, um die Strukturen korrekt zuzuordnen.
Im Gestein gespeicherte Explosionsenergie: Verwerfungen zahlen auf Raten zurück
Die gängige wissenschaftliche Erklärung für dieses Verhalten lautet: Die sechs aufeinanderfolgenden Kernwaffentests haben das oberflächennahe Gestein des Mantap-Massivs fortlaufend zerrüttet und gewaltige mechanische Spannungen auf bereits bestehende, nahe der Bruchgrenze stehende Verwerfungen übertragen. Das Eigengewicht des Berges sowie die schroffe Topografie dürften maßgeblich mitbestimmt haben, welche Verwerfungszonen am anfälligsten reagierten. Numerische Modellierungen bestätigen, dass die Zonen mit der höchsten Bebendichte exakt mit Bereichen außergewöhnlich hoher Spannungsüberlagerung zusammenfallen.
Zhigang Peng, Seismologe am Georgia Institute of Technology, betont, dass Verwerfungen selbst dann, wenn sie scheinbar ruhen, über lange Zeiträume in einem kritischen Spannungszustand verharren können – bereit, bei der kleinsten Störung abzugleiten. Auch menschliche Eingriffe wie das Verpressen von Abwässern in tiefe Gesteinsschichten treiben derartige Verwerfungen häufig in den Bruch. Eine nukleare Detonation wirkt im Grunde ähnlich: Sie spannt eine ohnehin straff gespannte Feder noch ein Stück weiter. Allerdings wurde diese zusätzliche Last über Dutzende Quadratkilometer auf mehrere Bruchsysteme verteilt, die den aufgebauten Druck nun jeweils in ihrem eigenen Takt abbauen.
Abb.: Lage des Atomtestgeländes Punggye-ri. Quelle: VOA / Wikimedia Commons
Bereits 2018 lokalisierte der Seismologe Won-Young Kim von der Columbia University gemeinsam mit Kollegen 13 Nachbeben entlang einer rund 700 Meter langen Bruchzone nahe dem Testgelände und prognostizierte anhaltende Spannungsumlagerungen. Die tatsächliche Dauer der Aktivität hat diese Vorhersagen jedoch weit übertroffen: Acht Jahre später zeigt die Seismizität keinerlei Ermüdungserscheinungen, und die Frequenz der Beben klettert weiter unverdrossen nach oben.
Beben in 20 Kilometern Entfernung: Beide klassischen Mechanismen versagen
Was die Fachwelt besonders vor Rätsel stellt, ist die räumliche Distanz. Die Stoßwelle einer nuklearen Explosion ist ein kurzzeitiger dynamischer Spannungsimpuls, der Nachbarbrüche theoretisch fast unmittelbar zum Gleiten bringen müsste – die anhaltende Aktivität nach acht Jahren kann er nicht erklären. Umgekehrt nimmt die dauerhafte statische Spannungsänderung, die eine Detonation hinterlässt, mit der dritten Potenz der Entfernung rapide ab. Damit lassen sich Erschütterungen in 20 bis 30 Kilometern Entfernung kaum physikalisch begründen. Keiner der beiden klassischen Mechanismen der Erdbebenphysik passt lückenlos zu den Beobachtungen.
Der USGS-Geophysiker Walter Mooney bringt eine alternative Hypothese ins Spiel: Langsam migrierende Fluide im tiefen Untergrund könnten eine Schlüsselrolle spielen. Durch die Wucht der Zündung entstand ein weit verzweigtes Kluft- und Rissnetzwerk im Gestein. Grundwasser, das über Jahre hinweg entlang dieser neu geschaffenen Bahnen zu den Verwerfungsflächen sickert, könnte wie ein Schmiermittel wirken und die Reibungskräfte herabsetzen. Die langsame Fließgeschwindigkeit des Wassers böte eine schlüssige Erklärung für die zeitliche Verzögerung von vielen Jahren; die Ausbreitung im Rissnetzwerk wiederum könnte die große räumliche Reichweite erklären. Die Autoren der Science-Studie zogen diese Möglichkeit zwar in Betracht, betonten jedoch, dass es hierfür bislang an direkten Beweisen fehlt. Mooneys Fazit: „Die Geschworenen haben ihr Urteil noch nicht gefällt (The jury’s still out).“
Im Juni 2026 legte ein Team um Mengyi Ren von der China Earthquake Administration im Journal Seismological Research Letters parallele Messdaten vor: Zwischen 2016 und 2024 registrierten sie 647 bislang unentdeckte erdbebenähnliche Ereignisse, wobei die Monatsraten in den Jahren 2021 und 2022 mehrfach über 30 Beben lagen. Allerdings weisen die Studien signifikante Diskrepanzen auf: Während Rens Gruppe eine Migration der Bebenherde in Richtung des Testgeländes beobachtete, konnte die aktuelle Science-Arbeit kein klares räumliches Wandern feststellen. Beide Datensätze belegen zwar eine anhaltende seismische Unruhe, widersprechen sich jedoch in zentralen kinematischen Details.
Anthropogene Erschütterung der Erdkruste: Eine Rechnung, weit länger als im Lehrbuch
Beispiele für menschengemachte Erdbeben (induzierte Seismizität) sind in der Geowissenschaft wohlbekannt: Fracking, Tiefenabwasserinjektionen, Bergbau, Stauseen oder geothermische Tiefbohrungen haben erwiesenermaßen tektonische Brüche reaktiviert. Kwang-Hee Kim selbst wies 2018 nach, dass das Erdbeben von Pohang in Südkorea (Magnitude 5,5) durch die Wasserinjektion eines Geothermieprojekts ausgelöst wurde, das eine kritisch vorgespannte Verwerfung reaktivierte. Das Geschehen am Mantap belege nun, dass eine gänzlich andere Form des menschlichen Eingriffs – unterirdische Nuklearexplosionen – ein seismisches Nachspiel von ungeahnten Ausmaßen nach sich ziehen kann.
Die Besonderheit von Punggye-ri liegt in seiner zeitlichen Dimension: Die Kernwaffentests haben eine ohnehin beanspruchte Erdkruste über mehr als acht Jahre hinweg in einen anhaltenden Zerrüttungszustand versetzt – ein Prozess, der sich bis 2025 sogar noch beschleunigt hat. Dieser Zeithorizont sprengt alle klassischen Lehrbuchmodelle über das Abklingen von Nachbebensequenzen. Kim fasst die Ratlosigkeit der Forscher zusammen: „Es gibt so viele Dinge, die ich nicht erklären kann“, „Das weicht völlig von unseren Erwartungen und den Lehrbuchfällen ab“, und „Im Normalfall klingt seismische Aktivität mit der Zeit ab“.
Die seismische Rechnung, die durch die Atomtests eröffnet wurde, ist um ein Vielfaches länger als vermutet. Dass ihre wahren Ausmaße erst heute sichtbar werden, liegt daran, dass algorithmische Nachweismethoden wie das Template-Matching nun empfindlich genug sind, um selbst winzigste Erschütterungen aus dem Rauschen zu filtern. Die Rechnung wächst weiter an, ihr Fälligkeitsdatum ist völlig ungewiss – und selbst die Wissenschaftler, die sie zu lesen versuchen, gestehen ein, dass sie die kommenden Seiten noch nicht entziffern können.
Weiterführende Links:
- Fachaufsatz in Science
- Seismological Research Letters (Studie von Ren et al.)
- Hacker News-Diskussion
