Lange Zeit scheiterte eine direkte und umfassende Überwachung der Bewegung der Platten gegeneinander an den riesigen Dimensionen der Plattengrenzen, die zum Teil mehrere hundert oder tausend Kilometer breit sind. Ihre relative Bewegung konnte daher nur indirekt über punktuelle Messungen registriert werden.

GPS-Messpunkt © USGS

Das „Global Positioning System“ (GPS) erlaubt es jetzt, mittels Satelliten die genauen Bewegungen der tektonischen Platten aus der Erdumlaufbahn zu erkunden. Die 24 GPS Satelliten umkreisen die Erde mit einer Geschwindigkeit von rund vier Kilometern pro Sekunde in einer Höhe von 20 000 Kilometern über dem Erdboden. Zweimal täglich umrunden sie die Erde und senden dabei kontinuierlich Signale über Zeit und genaue Position, aus denen an den GPS-Bodenstationen, unter anderem auch am Geoforschungszentrum in Potsdam, die Entfernung jedes Satelliten zentimetergenau berechnet werden kann.

Im Rahmen des SAGA-Projektes (South American Geodynamic Activities) untersuchen Wissenschaftler des Geoforschungszentrums Potsdam den aktiven Kontinentalrand an der Westküste Südamerikas. Dort taucht die ozeanische Nazca Platte in einem Winkel von 15 Grad mit einer Geschwindigkeit von acht Zentimetern pro Jahr unter die Südamerikanische Kontinentalplatte ab.

Ein großräumiges Meßnetz in Chile und Teilen Argentiniens soll die durch diese Subduktion entstehenden Verformungen der zentralen und südlichen Anden vermessen. Zu diesem Zweck richteten die Wissenschaftler seit 1993 insgesamt 215 GPS-Meßpunkte ein, die seitliche Verschiebungen mit einer Genauigkeit von wenigen Millimetern und Höhendifferenzen immerhin noch zentimetergenau registrieren können.

Im Juli 1995 ereignete sich in der im Versuchsgebiet gelegenen nordchilenischen Stadt Antofagasta ein schweres Erdbeben der Stärke 7,4. Eine in der Nähe gelegenen GPS-Station registrierte dabei eine ruckartige Verschiebung des Untergrunds um 86 Zentimeter. In einer umfassenderen Messung wurden die Werte von 70 umliegenden GPS Punkten vor und nach dem Beben verglichen und es zeigte sich, daß ein rund 200 Kilometer langes Segment der Südamerikanischen Platte sich in Richtung der ozeanischen Nazca-Platte bewegt hatte, nördlich und südlich davon wurde eine entgegengesetzte Bewegung von sieben Zentimetern gemessen.

Aus diesen Werten schließen die Forscher des GFZ auf eine elastische Verformung der Plattengrenze in diesem Bereich von etwa 3,5 Zentimetern pro Jahr. Da das letzte große Beben in Nordchile 1877 stattfand, ergibt sich unter der Voraussetzung eines gleichmäßigen Verformungsprozesses eine Deformation von über vier Metern innerhalb der letzten 120 Jahre. Von dieser Spannung wurde im Erdbeben von Antofagasta aber nur ein Meter wieder abgebaut. Ob und wie die restlichen Deformationen kompensiert werden, ist noch nicht bekannt.