Im Gotthardmassiv im Tessin ist einem internationalen Forschungsteam erstmals gelungen, die Erde kontrolliert zum Beben zu bringen. Im Untergrundlabor "Bedrettolab", das in einem ehemaligen Baustollen des Furkatunnels eingerichtet wurde, lösten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gezielt eine Serie von Mikrobeben aus. Die beteiligte Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen) sprach von einem "sehr erfolgreichen" Versuch.

Über mehrere Tage injizierten Fachleute der ETH Zürich, der RWTH Aachen und des italienischen Nationalen Instituts für Geophysik und Vulkanologie (INGV) Wasser mit hohem Druck in eine natürliche Bruchzone tief im Fels. Ziel des Experiments war es, Spannungsänderungen im Gestein hervorzurufen und damit kleinste Erschütterungen auszulösen. Genau das trat ein: Registriert wurde eine ganze Serie von Mikrobeben, teilweise mit Magnituden knapp unterhalb von 0. An der Erdoberfläche waren diese Ereignisse nicht zu spüren.

Um die künstlich erzeugten Beben detailliert zu erfassen, installierte das Team Hunderte hochsensibler Sensoren in unmittelbarer Nähe der Verwerfung. Die Messinstrumente reagierten so feinfühlig, dass im Bedrettolab sogar das Erdbeben in Japan vom 20. April präzise aufgezeichnet werden konnte. Durch die direkte Platzierung an der Bruchzone konnte die Entstehung der Erschütterungen erstmals am Ursprungsort und nicht wie sonst üblich an der Erdoberfläche verfolgt werden. Die aufgezeichneten Signale seien "unglaublich", sagte Projektleiter Florian Amann von der RWTH Aachen, man erhalte einen einzigartigen Einblick in die Erdbebenphysik.

Das Experiment ist Teil des Projekts "FEAR" – kurz für "Fault Activation and Earthquake Rupture". Langfristig sollen die Daten dazu beitragen, die Vorhersagbarkeit von Erdbeben zu verbessern. Im Fokus steht die Frage, was im Gestein passiert, bevor ein größeres Beben einsetzt. Nach Angaben der Forschenden gehen starken Erdbeben typischerweise tausende kleine Ereignisse voraus. Deren Entwicklung im Labor nachzuzeichnen, soll helfen, die physikalischen Prozesse entlang natürlicher Störungszonen besser zu verstehen und Frühindikatoren für künftige Beben zu identifizieren.

Forschende der Universität Zürich (UZH) haben einen Ansatz entwickelt, mit dem sich akuter Schlafmangel im Speichel nachweisen lässt. In einer aktuellen Studie identifizierte das Team um Thomas Krämer vom Institut für Rechtsmedizin eine Art metabolischen Fingerabdruck, der starke Übermüdung zuverlässig anzeigt. Die Resultate wurden im Fachmagazin „Journal of Proteome Research“ veröffentlicht und von Krämer als „Meilenstein für die forensische Forschung“ bezeichnet.

Für die Untersuchung rekrutierten die Wissenschaftler 20 gesunde junge Männer, die normalerweise sieben bis neun Stunden pro Nacht schlafen. Die Probanden durchliefen drei Szenarien: eine Nacht komplett ohne Schlaf, vier Nächte mit jeweils zwei Stunden weniger Schlaf als üblich sowie eine Kontrollbedingung mit rund acht Stunden Schlaf. Nach jeder Phase wurden Speichelproben entnommen und mittels hochauflösender Massenspektrometrie analysiert. Mithilfe von maschinellem Lernen suchte das Team nach molekularen Mustern, die spezifisch auf akuten Schlafentzug hinweisen.

Die Auswertung ergab, dass starke Übermüdung rund zehn Prozent aller Biomoleküle im Speichel beeinflusst. Aus zehntausenden gemessenen Molekülen filterten die Forschenden schließlich zehn spezifische Biomarker heraus, die als Signatur für akuten Schlafmangel dienen könnten. Diese erstmals im Speichel identifizierten direkten Marker für Übermüdung unter alltagsnahen Bedingungen gelten aus Sicht der UZH als Grundlage für neue diagnostische Verfahren.

Langfristig zielt das Projekt auf die Entwicklung eines Schnelltests, der vor Ort eingesetzt werden könnte – etwa im Strassenverkehr, in sicherheitskritischen Berufen oder bei der forensischen Abklärung von Unfällen. Die Forschenden betonen jedoch, dass es sich derzeit um eine Grundlagenstudie mit einer kleinen und homogenen Probandengruppe handelt. Bevor ein solcher Speicheltest in der Praxis Anwendung findet, seien umfangreichere Untersuchungen mit grösseren und vielfältigeren Bevölkerungsgruppen erforderlich.