Das Tohoku-Erdbeben im März 2011 in Japan löste nicht nur einen verheerenden Tsunami aus, es ließ auch Vulkane schrumpfen: Einige der Feuerberge in der Region verloren bis zu 15 Zentimetern an Höhe. Gleiches geschah auch 2010 nach einem Beben in Chile. Über den Mechanismus, der Beben und Vulkane verbindet, sind sich die beiden Forscherteams, die darüber in „Nature Geoscience“ berichten, allerdings uneins.
Die weltweit stärksten Erdbeben ereignen sich entlang der Subduktionszonen, an den Stellen der Erdkruste, an denen eine ozeanische Platte und eine Kontinentalplatte kollidieren und die ozeanische Platte in die Tiefe gedrückt wird. Jüngste Beispiele sind Erdstöße der Stärke 8,8 in der Region Maule in Chile im Jahr 2010 und das Tohoku-Beben der Magnitude 9,0 vom März 2011 in Japan. In beiden Fällen hatte sich die im Untergrund aufgestaute Spannung ruckartig entladen, als das Gestein zwischen den ineinander verhakten Platten brach. Dabei rutschen die Platten plötzlich in eine neue Position und als Folge kann sich der Meeresboden entlang der Plattengrenze um mehrere Meter heben oder senken.
Elliptische Senkungen nach dem Beben
Entlang der Subduktionzonen häufen sich auch Vulkane. Ob und wie die Beben in diesen Zonen auch die Feuerberge beeinflussen, war bisher unklar. Jetzt belegen voneinander unabhängig Forscherteams um Youichiro Takada von der Kyoto Universität und Matthew Pritchard von Cornell University in Ithaca, dass starke Erdbeben Vulkane in der Region absinken lassen können. Das ergab ein Vergleich von Höhenmessungen per Satellit aus der Zeit und nach den jeweiligen Beben.
In beiden Fällen registrierten die Forscher elliptische Senken von 15 bis 20 Kilometern Ausdehnung, in denen der Untergrund mitsamt der darauf sitzenden Feuerberge um bis zu 15 Zentimeter abgesunken war. Trotz der ähnlichen Ergebnisse kommen die Wissenschaftler allerdings zu zwei unterschiedlichen Erklärungen für diesen Effekt.
Abweichende Erklärungen
Die japanischen Wissenschaftler vermuten, dass die Magmareservoire unter den Vulkanen durch das Beben besonders stark abgesunken sind, da sie und das umgebende Gestein Schwachstellen in der Kruste darstellen. Die Gruppe um Pritchard diskutiert mehrere Erklärungsansätze für die Senkungen in Chile. Am wahrscheinlichsten ist es ihrer Ansicht nach jedoch, dass die Erschütterungen Spalten und Poren im Gestein geöffnet und vergrößert haben, durch das hydrothermale Flüssigkeit aus dem Untergrund unter dem Vulkan entweichen und abfließen konnte. Dadurch sackte das Gestein leicht ab. Noch ist nicht klar, welcher Mechanismus tatsächlich das Absinken bei beiden Beben erklärt.
Die Ergebnisse legen allerdings eins eindeutig nahe: Das Absinken von Vulkanen ist offenbar ein durchaus typischer Effekt starker Erdbeben an Subduktionszonen. „Obwohl kein Konsens über die Ursachen des Absinkens besteht, unterstreichen die bemerkenswerten Beobachtungen, dass große Erdbeben die Eigenschaften vulkanischer Regionen deutlich verändern können und damit auch das Gefahrenpotential, das von den Feuerbergen ausgeht“, heißt es in einem begleitenden Kommentar. (Nature Geoscience, 2013; doi: 10.1038/ngeo1857; doi: 10.1038/ngeo1855)
(Nature Geoscience, 01.07.2013 – MVI/NPO)
