Mit ausgeklügelter Technik ist es Forschern in den USA gelungen, Stunden vor zwei schwachen Erdbeben in Kalifornien in seismischen Wellen Geschwindigkeitsveränderungen zu messen. Bis diese Methode zur Erdbebenvorhersage geeignet ist, müssten aber noch wichtige Fragen zu den zu Grunde liegenden Prozessen geklärt werden, warnen Fenglin Niu von der Rice University und seine Kollegen.

Die Wissenschaftler nutzten zwei Tiefbohrungen im San-Andreas-Graben bei Parkland. In einem Kilometer Tiefe hatten sie einen Stapel von durchbohrten Keramikplatten verankert, die durch das Anlegen einer Spannung ihr Volumen verändern. Über das sie umgebende Wasser in dem Bohrloch gaben sie den erzeugten Druck an das umgebende Gestein weiter. Die so entstandenen Wellen wurden etwa fünf Meter weiter detektiert. Unterschiede in der Laufzeit lagen damit im Mikrosekundenbereich.

Diese Methode ermöglichte es den Forschern, den Druck, unter dem die Gesteinsmassen aktuell standen, zu erfassen: Bei größerer Belastung schließen sich kleine Fugen und Risse im Gestein, und die Welle breitet sich schneller aus. Die Geräte waren dabei so empfindlich, dass sie Unterschiede, die allein durch Luftdruckveränderungen hervorgerufen wurden, bereits anzeigen konnten.

Entscheidend waren jedoch zwei Ausreißer, die den Wissenschaftlern im zweiten Messmonat begegneten: Zehn Stunden vor einem Beben der Magnitude 3 und zwei Stunden vor einem leichten Stoß der Magnitude 1 kamen die ausgesendeten Wellen deutlich verzögert an. Dies zeige, dass sich die Drucksituation im Gestein verändert habe, wie es vor einem Erdbeben typisch ist, erklären die Forscher. Bisher gebe es aber noch keine schlüssige Erklärung für dieses Phänomen, weshalb die Anwendung in der Erdbebenvorhersage noch in weiter Ferne liege. (af)