Starke Erdbeben haben Wirkungen weit über regionale Zerstörungen hinaus: Geologen berichten in „Nature“, dass das schwere Erdbeben von 2004 in Sumatra auch einen Teil der San Andreas Verwerfung in Kalifornien schwächte – und damit Veränderungen quasi am anderen Ende der Welt bewirkte. Nach Ansicht der Forscher können Beben damit auch Perioden starker globaler seismischer Aktivität auslösen.
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Erdbeben entstehen, wenn das Gestein entlang einer Verwerfung bricht – entweder weil die Spannungen im Untergrund zu groß werden oder weil die Stabilität des Gesteins geschwächt wird. Während ersteres noch recht gut zu erfassen und zu messen ist, gilt dies für letzteres, die Schwächung einer Verwerfung, nicht. In einer neuen Studie haben nun Wissenschaftler mehrerer amerikanischer Universitäten versucht, diesen Schwächungen auf die Spur zu kommen – mit unerwartetem Ergebnis.
Messfeld in Parkfield lieferte Vergleichsdaten aus 20 Jahren
Für ihre Studie werteten Fenglin Niu, Professor für Geowissenschaften an der Rice Universität, Taka’aki Taira und Paul Silver von der Carnegie Institution of Science in Washington und Robert Nadeau von der Universität von Kalifornien in Berkeley 20 Jahre seismischer Daten aus, die im kalifornischen Parkfield, einem Messfeld direkt auf der San Andreas Verwerfung gesammelt worden waren. Die Forscher konzentrierten sich dabei besonders auf sich wiederholende Mikrobeben, die jedes Mal an exakt der gleichen Stelle der Verwerfung auftraten. Diese nutzten sie quasi als Messlatte für die Stabilität der Verwerfung zwischen 1987 und 2008.
Drei Schwächungsperioden
Interessanterweise entdeckten die Wissenschaftler deutliche Veränderungen der Verwerfungs-Stabilität zu drei Zeitpunkten: 1992, nach dem September 2004 und nach dem Dezember 2004. Nach Ansicht der Forscher lassen sich allen drei Perioden seismische Ereignisse zuordnen, die die Veränderungen in der San Andreas Verwerfung auslösten.
Im Juni 1992 ereignete sich ein Beben der Stärke 7 in der Nähe von Palm Springs in Kalifornien. Obwohl mehr als 300 Kilometer entfernt, destabilisierte dieses Landers Earthquake eine tektonische Störung nahe Parkfield und löste eine Serie von Beben der Magnitude 4 und eine Bewegung der Verwerfung über mehrere Monate hinweg aus. Die zweite Veränderung in den Daten ereignete sich im September 2004, konnte aber durch ein Magnitude 6 Erdbeben direkt in Parkfield erklärt werden.
Tektonische Schwächung zeitgleich mit Sumatra-Beben
Später im gleichen Jahr jedoch entdeckten die Forscher eine weitere Schwächung der Verwerfung, für die sie zunächst keine Erklärung fanden. Ihr folgte eine drei Jahre dauernde Periode besonders vieler Erschütterungen und seismischer Ereignisse. Nach weiteren Auswertungen engten die Wissenschaftler das Geschehen auf ein fünf-tägiges Zeitfenster Ende Dezember ein – die Zeit, zu der sich auch das Sumatra-Erdbeben ereignete.
Das Erdbeben der Magnitude 9 vom 26. Dezember 2004 gilt als das zweitstärkste Beben, das jemals registriert worden ist. Es ereignete sich westlich von Sumatra im Meeresboden und löste einen Tsunami aus, der mehr als 230.000 Menschen tötete, die meisten von ihnen in Indonesien, Sri Lanka, Thailand und Indien.
Fernwirkung weltweit
„2005 und 2006 ereignete sich eine ungewöhnlich hohe Anzahl von Magnitude 8 Erdbeben weltweit”, erklärt Fenglin Niu, Professor für Geowissenschaften an der Rice Universität. „Es gab bereits Spekulationen darüber, dass diese irgendwie durch das Sumatra-Andaman-Erdbeben vom 26. Dezember 2004 ausgelöst wurden, aber dies ist der erste Beleg, dass ein Beben die Stabilität einer Verwerfung aus der Ferne verändern kann.“
„Die Fernwirkung des Sumatra-Bebens von 2004 auf diese Stelle der San Andreas Verwerfung deutet darauf hin, dass das Beben auch andere tektonische Störungen beeinflusst haben könnte und einen signifikanten Teil von ihnen näher an ein Nachgeben gebracht haben könnte“, ergänzt Taira. „Diese Hypothese scheint durch die ungewöhnlich hohe Zahl von großen Erdbeben in den drei Jahren nach dem Sumatra-Beben bestätigt zu werden.“
(Rice University, 01.10.2009 – NPO)
