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Geophysik: Aufgeklärtes Brummen

Erdbeben und Vulkanausbrüche, verbunden mit hektisch ausschlagenden Seismometern, weisen uns immer wieder darauf hin, dass der feste Boden zu unseren Füßen ganz schön ins Wackeln geraten kann. Doch bebt der Planet sowieso am laufenden Band - schwach zwar, doch messbar. Wie kommt es dazu?
Die Erde brummt. Ständig schwingt sie im Bereich von 2 bis 7 Millihertz vor sich hin, und zwar unabhängig von Erdbeben oder Vulkanausbrüchen. Auch diese lösen Eigenschwingungen unseres Planeten aus, in denen die Erschütterungen dann noch lange nachklingen. Doch für unsere Ohren unhörbar, zeichnen Seismometer zusätzlich ein dauernde Hintergrundrauschen zuverlässig rund um den Globus auf, dessen Quelle bislang unklar blieb.

Leichte und stille Erdbeben konnten, abgesehen von einigen Ausnahmen, als Ursache ausgeschlossen werden. Schon längere Zeit vermuten Wissenschaftler, dass Druckunterschiede in der Atmosphäre für das Brummen verantwortlich sein könnten. Genug Anlass, einmal genauer hinzuhören, dachten sich Junkee Rhie und Barbara Romanowicz von der Universität von Kalifornien in Berkeley. Anhand zweier ausgedehnter Netze von seismischen Messstationen in Japan und in Kalifornien verfolgten die Forscher das Schicksal von Oberflächenwellen und ihr Energiemuster.

Nachdem sie die Daten hinsichtlich Erdbeben und anderen Erschütterungen bereinigt hatten, stellten sie etwas Verblüffendes fest: Im Winterhalbjahr der Nordhalbkugel entstand das Brummen der Erde vor allem in nördlichen Pazifik, in der anderen Jahreshälfte hingegen lag der Ursprung vorwiegend in den Meeresgebieten rund um den Südpol. Und auf den zweiten Blick erwies sich diese Verteilung als gar nicht so erstaunlich: Denn gerade in den jeweiligen Winterhalbjahren toben genau in diesen Regionen die heftigsten Stürme.

Nicht nur die Atmosphäre, auch die Ozeane spielen demnach wohl eine entscheidende Rolle als Brummgeneratoren. Insbesondere niederfrequente Wellen, die wahrscheinlich durch nichtlineare Prozesse aus kürzeren Wellen entstehen, geben beim "Durchwalken" der Ozeanböden wohl einen Teil ihrer Energie an den Untergrund ab, der daraufhin zu schwingen beginnt.

Dass jene Wellen, die sich im Bereich von 0,005 bis 0,05 Hertz bewegen, für das Phänomen verantwortlich sind, wird noch von anderen Daten untermauert. So zeigte die Auswertung, dass trotz ebenfalls mächtiger Stürme über dem Nordatlantik diese Region offenbar kaum etwas zum Erdbrummen beiträgt – zunächst kaum erklärbar. Doch als die Wissenschaftler die Aufzeichnungen genauer analysierten, stellten sie im Nordpazifik im Bereich jener niedrigfrequenten Wellen Druckunterschiede von 20 bis 30 Dezibel gegenüber dem Nordatlantik fest – hier toben also die Energie liefernden Wellen nicht genug, um den Ozeanboden ausreichend zum Schwingen zu bringen.

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