TU-Forscher an neuer Studie zu Erdbeben beteiligt

Das schwerste jemals gemessene Erdbeben (Momentmagnitude 9,5) ereignete sich am 22. Mai 1960 bei Valdivia in Chile. Das nächste darauf folgende Großbeben in derselben Bruchzone (Magnitude 7,6) ereignete sich mehr als 56 Jahre später am 25. Dezember 2016. Ein internationales Team unter Leitung des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ Potsdam, an dem auch TU-Wissenschaftler Dr. Benjamin Gutknecht vom Institut für Planetare Geodäsie beteiligt war, hat jetzt einen Mechanismus identifiziert, der vermutlich beiden Beben zu Grunde liegt. Das Forscherteam berichtet darüber in der Fachzeitschrift Nature Geoscience. Das Team nutzte für seine Arbeit u.a. Radar-Satellitenaufnahmen, GPS-Messungen und Schwerefeld-Daten.

Der Studie zufolge lag der Bebenherd von 2016 an einer Gesteinsunebenheit, die zwei Erdkrustenplatten miteinander verhakt. Über längere Zeit betrachtet bewegt sich die so genannte Nazca-Platte mit 68 Millimetern pro Jahr gegen die Südamerikanische Platte und wird unter diese subduziert. Dieser Vorgang geschieht aber nicht gleichmäßig, sondern in Etappen: Die meiste Zeit sind die beiden Erdplatten an den jeweiligen Grenzflächen ineinander verhakt, während weiter entfernte Regionen weiter schieben. Dadurch baut sich eine enorme Spannung auf, die sich immer wieder in gewaltigen Erdbeben entlädt.

In seiner Arbeit stellt das Forscherteam ein mechanisches Modell vor, wonach sich die größte Spannung am unteren Ende der Unebenheiten aufbaut. Je nach Ausmaß der Unebenheit, und abhängig von den Reibungsparametern an den Grenzflächen beider Platten prognostiziert das Modell des Teams die Zeitdauer, in der es zu erneuten Brüchen kommt.

Die Zeitspanne zwischen beiden großen Beben weist darauf hin, dass der Druck von Fluiden an der Untergrenze der verhakten Zone dem des umgebenden Gesteins – dem so genannten lithostatischen Druck – nahekommt. Steigt der Wasserdruck so hoch, dass er dem lithostatischen Druck gleichkommt, dann löst sich das verhakte Gestein und löst Erdbeben aus.

Das Forscherteam geht davon aus, dass sich sein Modell auch auf andere Subduktionszonen weltweit anwenden lässt.

Originalstudie: Moreno, M., Li, S., Melnick, D., Bedford, J. R., Baez, J. C., Motagh, M., Metzger, S., Vajedian, S., Sippl, C., Gutknecht, B. D., Contreras-Reyes, E., Deng, Z., Tassara, A., Oncken, O., 2018. Chilean megathrust earthquake recurrence linked to frictional contrast at depth. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-018-0089-5

Pressemeldung des GFZ Potsdam : https://www.gfz-potsdam.de/medien-kommunikation/meldungen/detailansicht/article/aquaplaning-im-gesteinsuntergrund/