Seismografen der ganzen Welt brachten am 22. Mai 1960 einen der traurigen Rekorde in der Geschichte der Naturkatastrophen auf Papier: Das gewaltigste Erdbeben der Moderne erschütterte mit einer Magnitude von 9,5 Chile. Die seismischen Wellen breiteten sich durch den gesamten Globus aus und entfesselten einen Tsunami, der noch im weit entfernten Hawaii und in Südafrika auf die Küsten schlug und rund 3000 Menschen das Leben kostete.

Das Beben entsprang tief unterhalb der Erdoberfläche durch die Kollision tektonischer Platten, wodurch eine Energie vergleichbar mit Millionen von Nuklearbomben freigesetzt wurde. Nur 38 Stunden später begann der Vulkan Cordón Caulle im Landesinneren Lava zu spucken – nur ein Zufall?

Schon Charles Darwin spekulierte über die Wechselwirkung von Erdbeben und Vulkanausbrüchen, die vielerorts ins Auge springt. So brach beispielsweise der Kilauea auf Hawaii 1975 aus, nur wenige Stunden nachdem ein Beben in der Nähe den Boden zum Wanken brachte. Effekte über größere Entfernungen und Zeiträume hinweg betrachtete die Forschungswelt jedoch bislang als zufällig.

Zufall?
© David Pyle, University of Oxford
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Um diese Meinung zu widerlegen, wälzte der Vulkanologe Sebastian Watt mit zwei Kollegen der University of Oxford historische Aufzeichnungen beginnend im Jahr 1850, die Beben und Eruptionen der südlichen Vulkanzone der Anden schildern. Die mühsame statistische Auswertung des Forschers erwies sich als aufschlussreich: Vulkane der gesamten Region brachen nach großen Erdbeben viermal häufiger aus als sonst [1]. Der Effekt hielt etwa ein Jahr nach den Ereignissen an und wirkte sich bis auf Vulkane in 500 Kilometer Entfernung aus.

Der Wissenschaftler wählte gerade diese Region, da sich entlang 3200 Kilometern der chilenischen Küstenlinie eine Plattengrenze befindet, die für außergewöhnlich starke Beben sorgt: Die Nazca-Platte schiebt sich mit einer Geschwindigkeit von 8,4 Zentimetern pro Jahr unter den westlichen Rand des südamerikanischen Kontinents.

Schlafender Riese
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Dadurch verursachte seismische Wellen können Eruptionen auslösen, indem sie Magmenkammern unterhalb von Vulkanen aufwühlen. Unterirdischer Druck quetscht zähflüssiges Magma durch schmale Kanäle nach oben – ein Effekt wie in einer Zahnpastatube –, was die Lava schließlich an der Oberfläche aus einem Vulkankrater schleudert. Die Unruhe im Erdinneren wirkt allerdings nicht plötzlich: Zunächst muss sich genügend Druck bilden, damit die Gesteinsschmelze Richtung Oberfläche aufsteigt. Zwischen Beben und Vulkanausbruch können somit einige Monate verstreichen.

Was Watt für Chile nachgewiesen hat, gilt genauso für andere Erdbebenregionen der Welt. Besonders gefährdet ist zum Beispiel Indonesien, ein Land mit 36 aktiven Vulkanen. Nach der Tsunamikatastrophe Weihnachten 2004 sowie weiteren Beben 2005 und 2007 spielten sich bereits mehrere Ausbrüche ab, welche an die für die Erschütterungen verantwortliche Störung angrenzen. Der Vulkan Merapi im indonesischen Java stößt beispielsweise seit 2005 wieder verstärkt Gas- und Aschewolken aus, was die Einheimischen in ständige Alarmbereitschaft versetzt. Wüsste man mehr über die Mechanismen, die einen Ausbruch auslösen, könnten Anwohner frühzeitig gewarnt und tausende Leben gerettet werden.

Warten auf den nächsten Schlag

Dieses Szenario ist zumindest für Sumatra alles andere als abwegig. Die Region des östlichen Indischen Ozeans sollte sich nämlich laut Kerry Sieh vom California Institute of Technology und ihren Kollegen auf weitere heftige Beben in den nächsten Jahren einstellen [2]. Ihre Prognose entnehmen die Forscher Daten zur Erdbebenaktivität der letzten 700 Jahre nahe Westsumatras.

Totes Riff
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Historische Aufzeichnungen reichen für Indonesien nicht so weit zurück, weswegen Sieh alte Korallenriffe entlang der Küste von Sumatras Mentawai-Inseln zu Rate zog. Korallen konservieren Umweltveränderungen über die Zeit, da sie wie Baumstämme Jahresringe ausbilden, die etwas über die Lebensumstände der Organismen verraten. Die Nesseltiere reagieren auf Erdbeben, da diese den Ozeanboden anheben, wodurch der lokale Meeresspiegel fällt. Dadurch können sie nicht weiter nach oben wachsen – sie würden dadurch aus dem Wasser herausragen –, sondern nur seitwärts. Im Querschnitt betrachtet flachen die Jahresringe deshalb ab oder verschwinden an der Oberseite der Geschöpfe.

Die Korallenriffe liegen entlang einem 700 Kilometer langen Abschnitt der so genannten Sunda-Überschiebung, wo sich die Australische Platte unter die Eurasische schiebt. Im Dezember 2004 hatte ein Seebeben entlang dieser Passage ein Stück der Störung verschoben, was den enormen Tsunami im Indischen Ozean auslöste.

Das Ergebnis der Analysen ist für die Einheimischen alles andere als beruhigend: Entlang dieser Bruchstelle fanden mehrere gleichartige Abfolgen großer Erdbeben im Abstand von rund 200 Jahren statt: um 1347, 1600 und zwischen 1797 und 1833. Die heftigen Erschütterungen der letzten Jahre waren eventuell initiale Ereignisse der nächsten Serie großer Beben.

Wenn vorherige Zyklen vergleichbar mit dem jetzigen sind, werden folgende Erdbeben noch stärker: Laut Sieh muss mit Magnituden von bis zu 8,8 gerechnet werden – eine neuerliche Katastrophe für Sumatra. Ein Ereignis dieser Größenordnung würde einen Tsunami an der Küste der Großstädte Padang und Bengkulu auslösen, dessen Folgen die Opferzahlen in Aceh 2004 übertreffen könnten – unabhängig davon, ob sich dann auch noch die Vulkane regen.