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Seismologie: Sedimentauflagen könnten Erdbeben verstärken

Die Anhäufung großer Sedimentablagerungen entlang von Subduktionszonen könnte starke Beben wie jenes verheerende im Dezember 2004 vor Sumatra mitverursachen. Die Erfassung entsprechend mächtiger Materialansammlungen soll zukünftig die Erdbebenvorhersage verbessern helfen.

Geologen um Mark Brandon von der Yale-Universität simulierten in Computermodellen den Einfluss von Sedimentschichten auf Plattengrenzen – ein Faktor, der bei Plattenbewegungen bislang wenig berücksichtigt wurde. An Subduktionszonen wie dem Sundagraben vor Sumatra tauchen eine oder mehrere Platten mit ozeanischer Kruste unter eine andere Platte aus leichterer Kontinentalkruste. Beide verhaken sich, und vor allem die obere Platte verformt sich dabei und wird ein Stück mit nach unten gezogen. Dadurch bildet sich eine Art Wulst und davor eine muldenförmige Vertiefung, in der Erosionsprodukte eingelagert werden.

Nach einem Abgleich mit den letzten schweren Erdbeben – etwa Sumatra 2004, Alaska 1964 oder Chile 1960 – zeigte sich, dass die meisten davon in Gebieten mit besonders hoher Sedimentladung stattfanden. Die Forscher vermuten nun anhand der Simulation, dass die abgelagerten Materialien die Kante der überfahrenden Platte verstärken und dadurch den Gleitprozess be- oder gar verhindern: Es bauen sich größere Spannungen auf, die sich ohne diesen Einfluss leichter und häufiger lösen würden. Wird das Spannungspotenzial dann irgendwann doch zu groß, kommt es zu einer massiven ruckartigen Plattenbewegung. Sie wird erleichtert durch Flüssigkeiten, die unter dem hohen Druck supererhitzt werden und die Reibungswiderstände herabsetzen, da sie dem nach unten gerichteten Druck der Sedimente entgegenwirken.

Eine Analyse der Sedimentbecken entlang von Subduktionszonen soll nun helfen, entsprechende Erdbebenrisiken zukünftig besser kalkulieren zu können. Brandon warnt allerdings vor vorschnellen Erfolgen, dafür seien die einzelnen Plattengrenzen zu heterogen. Jede müsste demnach unter individuellen Gesichtspunkten betrachtet werden.

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