Forschung
Veränderungen in der Erdkruste kündigen Beben an

Genaue Vorhersagen über Erdbeben waren bisher kaum möglich. Nun sind Forscher aus den USA dem Ziel ein Stück näher gekommen. Die Wissenschaftler messen erstmals vorzeitige Veränderungen im Gestein.

DÜSSELDORF. Eine genaue Vorhersage von Erdbeben ist der "heilige Gral" der Seismologie. Nun sind amerikanische Wissenschaftler diesem Ziel ein Stück näher gekommen: Wie sie in "Nature" berichten, konnten sie erstmals Veränderungen in der Erdkruste messen, die einem Beben vorausgingen.

Die Forscher hatten Messungen in einem Bohrloch in der San-Andreas-Spalte, drei bis vier Kilometer unter der Erdoberfläche, durchgeführt. Sie maßen die geophysikalische Aktivität in der Spalte und sammelten Proben, um die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Kruste zu untersuchen. Zwei Monate lang eichten die Forscher einen "Spannungsmesser", indem sie seismische Wellen im Gestein erzeugten, deren Ausbreitungsgeschwindigkeit maßen und die Daten mit dem aktuellen Luftdruck abglichen.

"Im Labor konnte bereits gezeigt werden, dass die Geschwindigkeit seismischer Wellen vom Grad der Spannung im Gestein abhängig ist", erklärt Paul Silver vom Carnegie-Institut in Washington DC, der an der Studie mitgearbeitet hat. Silver konnte außerdem in früheren Studien zeigen, dass auch der Luftdruck die Ausbreitung der Wellen beeinflusst.

Doch die Seismologen machten nicht nur kontinuierliche Messungen, sondern hatten auch noch Glück: Während des zweimonatigen Experiments stellten sie gleich zweimal außergewöhnliche Veränderungen in der Erdkruste fest. In beiden Fällen stand die Geschwindigkeit der seismischen Wellen in keinem Zusammenhang mit dem Luftdruck - und auf beide Anomalien folgte jeweils ein Erdbeben.

Eines der beiden Ereignisse war sogar das stärkste Signal, das die Forscher in den gesamten zwei Monaten messen konnten. Es habe zu einem Erdbeben der Stärke 3 gehört, erläutert Silver. "Und was besonders wichtig ist: Es begann 10,6 Stunden vor dem Beben. Solche frühen seismischen Veränderungen passen zu den Laborexperimenten, die vorzeitige Phänomene wie etwa eine höhere Dichte von Mikrorissen vor einem Erdbeben gezeigt haben." Das zweite Erdbeben hatte sich zwei Stunden vorher durch eine veränderte Geschwindigkeit der seismischen Wellen angekündigt.

Mit ihrer Studie konnten die Forscher zeigen, dass Spannungsänderungen mit ihrer Technik tatsächlich messbar sind. Der Hauptautor Fenglin Niu von der Rice University im texanischen Houston erklärt: "Die Erzeugung von seismischen Wellen erlaubt es uns, Veränderungen tief in der Erdkruste zu messen, wo Erdbeben auftreten. Diese Veränderungen wären mit den üblichen Oberflächen-Instrumenten sicher schwieriger zu beobachten."

Erdbeben entstehen, wenn sich die tektonischen Platten der Erdkruste aufeinander zu- oder aneinander vorbei bewegen. Wenn sich die Plattenränder verkanten oder verhaken, baut sich im Gestein eine Spannung auf, die sich unter Umständen ruckartig entladen kann.

Obwohl die auslösenden Faktoren für Erdbeben gut untersucht sind, bleibt die genaue Vorhersage schwierig; dafür sind die Vorläuferphänomene zu unterschiedlich. Erdbeben lassen sich deshalb bisher nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit vorhersagen.

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%