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Mittwoch, 23.04.2014

Schütteln erzeugt Nachbeben

Verschiebungen im Untergrund als Ursache widerlegt?

Nach einem starken Erdbeben besteht noch Stunden und Tage lang Gefahr schwerer Nachbeben. Doch wie und warum entstehen diese? Wie amerikanische Wissenschaftler in der Zeitschrift Nature berichten, könnten die starken Erschütterungen des Hauptbebens die Auslöser sein. Bisher hatte man die Ursache eher im durch die Verschiebungen im Untergrund erzeugten plötzlich zunehmenden Druck gesehen.
Erdbeben

Erdbeben

Es erscheint auf den ersten Blick offensichtlich, dass Erschütterungen Nachbeben auslösen können, doch tatsächlich ist es geophysikalisch eher überraschend. „Das Problem ist, dass es nicht klar, wie das Schütteln an einem Nachbeben schuld sein kann, das nicht sofort, sondern erst zwei Tage später auftritt“, erklärt Emily Brodsky, Assistenzprofessorin für Geowissenschaften an der Universität von Kalifornien in Santa Cruz. „Deshalb haben die meisten Seismologen gedacht, Nachbeben werden durch statischen Stress erzeugt durch die Bewegung der Kruste erzeugt.“

Gemeinsam mit ihrer Kollegin Karen Felzer vom U.S. Geologischen Dienst in Pasadena untersuchte Brodsky die Verteilung von Nachbeben in Relation zu ihrer Distanz zum Ort des Hauptbebens. Datengrundlage war dabei ein umfassender Katalog von südkalifornischen Erdbeben und ihrer genauen Lokalisierung. Die Entfernungen zwischen Haupt- und Nachbeben variierten dabei zwischen 0,2 und 50 Kilometern.

Die Forscherinnen stellten fest, dass die Anzahl der Nachbeben in nahezu allen Fällen ganz gleichmäßig mit zunehmendem Abstand zum Hauptepizentrum abfiel. „Keiner erwartet, dass kleine Beben in diesen Distanzen noch Nachbeben erzeugen“, erklärt sie. „Nach der traditionellen Vorstellung umfasst die Nachbebenzone die ein bis zweifache Länge der Verwerfung. Für Erdbeben der von uns untersuchten Größe würde man daher keine Nachbeben weiter als einen Kilometer entfernt erwarten. Doch wir registrieren sie die ganze Strecke bis zu 50 Kilometern.“

Dieser gleichmäßige Verlauf deutet nach Ansicht der Forscherinnen darauf hin, dass der gleiche Prozess über die gesamte Distanz wirkt. Da aber statischer Stress, beispielsweise durch Verlagerungen des Gesteins im Untergrund, ab einer bestimmten Entfernung völlig vernachlässigbar ist, muss, so Felzer, dynamischer Stress die Ursache sein. Bestätigt wird dies auch durch die Übereinstimmung der entfernungsgebunden sinkenden Anzahl der Nachbeben mit dem Abschwächen seismischer Wellen. Mathematisch gesehen stehen beide in gleichem Verhältnis zur Entfernung des Hauptbebens.

„Das ist der Clou. Die Nachbeben nehmen mit der Distanz genauso ab, wie es auch die seismischen Wellen tun“, erklärt Brodsky. „Wir vermuten, dass die Wahrscheinlichkeit eines Nachbebens direkt von der Amplitude der Erschütterungen abhängt.” Sollte sich dies bestätigen, könnte dies die Vorhersage von Nachbeben möglicherweise erleichtern.

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