Schneeschmelze kann Erdbebenschwärme auslösen

    5. Mai 2019, 09:00
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    Langzeituntersuchung zeigt, dass Wasser tatsächlich seismische Aktivitäten hervorrufen kann

    foto: emily montgomery-brown
    Ruhe und Frieden herrschen nicht immer am Convict Lake im kalifornischen Mono County. Die Region liegt am Rand einer gewaltigen vulkanischen Caldera. Die letzte Mega-Eruption dürfte vor 760.000 Jahren stattgefunden haben, kleinere Aktivitäten gibt es jedoch nach wie vor regelmäßig.

    Seattle – Erdbebenschwärme oder Schwarmbeben – beide Wörter bezeichnen dasselbe – sind Serien von Erdbeben, die sich über einen Zeitraum von Tagen bis Monaten hinziehen können. Von klassischen Nachbeben unterscheiden sie sich dadurch, dass sie alle annähernd dieselbe Stärke haben. Man kann kein Hauptbeben aus der Serie herausfiltern.

    Zumeist sind Schwarmbeben nicht übermäßig stark – im Frühling 2017 bekamen die Bewohner des ostkalifornischen Mono County eine solche Bebenserie aber zu spüren. Das rief die Geologin Emily Montgomery-Brown auf den Plan. Sie stellte das jüngste Schwarmbeben in einen Langzeitkontext und präsentierte ihre Erkenntnisse auf dem Jahrestreffen der Seismological Society of America in Seattle.

    Beben mit ganz eigenem Profil

    Weil die Bebenregion am Rand der Long Valley Caldera, einer vulkanisch aktiven Region im Osten Kaliforniens, liegt, lag die Vermutung nahe, dass Vulkanismus hinter den Beben steckte. Andere Regionen entlang der Caldera hatten jedoch nicht gebebt, das sprach dagegen.

    Außerdem wiesen die Schwarmbeben besondere Charakteristika auf: Sie waren "flach", ereigneten sich nur in Tiefen von ein bis drei Kilometern. In der hochaktiven Yellowstone-Region hingegen, wo ebenfalls immer wieder Schwarmbeben verzeichnet werden, setzt die Aktivität in Tiefen von sechs bis acht Kilometern ein. Und sie wandert von dort nach oben – in Kalifornien hingegen verliefen die Beben in der anderen Richtung, sie wanderten von der Oberfläche nach unten.

    Wasserkraft

    Dass sich Montgomery-Brown die Büroräumlichkeiten mit dem regionalen Wassermanagement teilt, brachte sie auf einen anderen möglichen Auslöser: Schmelzwasserströme. Die Geologin verglich seismologische Daten mit solchen über den Wasserkreislauf für die vergangenen 33 Jahre. Dabei stieß sie auf eine eindeutige Korrelation: In Perioden mit viel Feuchtigkeit war die Bebenrate 37 Mal höher als in trockenen. Montgomery-Brown nennt das Ausmaß der Übereinstimmung "phänomenal".

    Der Mechanismus sieht laut der Forscherin so aus: Die Schmelzwasserströme sickern nach unten und verändern den Druck in den Poren des Gesteins. Dieses reagiert mit Aktivität – allerdings nur relativ oberflächennahe. Die Beben setzen sich nicht weit genug nach unten fort, um Aktivität an den tieferliegenden Verwerfungen auszulösen.

    Zugleich scheint es besondere Bedingungen für diesen Mechanismus zu brauchen: In der betreffenden Region gibt es steile, annähernd vertikal verlaufende Gesteinsschichten, die das Schmelzwasser besonders schnell in die Tiefe befördern und so den Effekt verstärken.

    Hypothese bestätigt

    Ein Zusammenhang zwischen Beben und Niederschlägen oder Wasserströmen war schon früher vermutet worden, die Datenlage war laut Montgomery-Brown bislang aber nicht eindeutig. Die Schwarmbeben von Mono County könne man nun aber als Beleg für diesen Zusammenhang werten. (red, 5. 5. 2019)

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