Große Erdbebenstörungsstudie zeigt, wie die Erde das Ausmaß von Brüchen kontrolliert

In einem Erdbeben der Stärke 8 steckt mehr als 32-mal so viel Energie wie in einem Erdbeben der Stärke 7 – und Wissenschaftler haben ein natürliches „Tor“ entdeckt, das steuert, welche Beben diese höchste Stärke erreichen dürfen.

Das betreffende Tor befindet sich am Alpenverwerfung in Neuseeland. Eine neue Analyse geht davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Verwerfung innerhalb der nächsten 50 Jahre ein verheerendes Erdbeben auslöst, bei etwa 75 Prozent liegt.

Das liegt zum Teil an dem Erdbebentor, das das Forscherteam identifiziert hat: eine bestimmte Reihe geologischer Bedingungen, die die Ausbreitung eines Bebens verhindern können. An der Alpenverwerfung besteht eine Wahrscheinlichkeit von 82 Prozent, dass das nächste große Erdbeben das Tor passiert und eine Stärke von 8 erreicht.

„Ein Erdbebentor ist wie jemand, der den Verkehr auf einer einspurigen Baustelle regelt.“ sagt der Geologe Nicolas Barth , von der University of California, Riverside. „Manchmal hält man an und erhält ein grünes Go-Schild, ein anderes Mal ein rotes Stoppschild, bis sich die Bedingungen ändern.“

Barth und seine Kollegen kombinierten Computermodelle mit Sedimentaufzeichnungen, die an sechs verschiedenen Standorten gesammelt wurden. Die Sedimente – die Hinweise auf Bodenerschütterungen und Erdrutsche enthalten – zeigten das Ausmaß von 20 großen Erdbeben entlang der Alpenverwerfung in den letzten 4.000 Jahren.

Die Modellierung konnte dann zeigen, wie Verwerfungsgeometrien wie Stufen und Biegungen im Gestein bestimmte Arten von Beben abwehren können – aber jedes Erdbeben wirkt sich auf den Zustand der Verwerfung und des Tors aus und verändert die Bedingungen für das nächste Mal.

„Die Simulationen zeigen, dass ein kleineres Erdbeben der Stärke 6 bis 7 am Erdbebentor die Spannung verändern und den Streifen größerer Erdbeben unterbrechen kann.“ sagt Barth .

„Wir wissen, dass die letzten drei Brüche durch das Erdbebentor passiert sind.“ In unserem Best-Fit-Modell wird auch das nächste Erdbeben in 82 Prozent der Fälle vergehen.“

Sedimentaufzeichnung der Alpenverwerfung. (Jamie Howarth/Victoria University of Wellington)

Andere Erdbebentore auf der ganzen Welt werden ebenfalls untersucht, aber die 4.000 Jahre alten Sedimentdaten und 100.000 Jahre KI-generierten Simulationen an der neuseeländischen Alpenverwerfung bieten Geologen einen besonders großen Datenpool für die Untersuchung.

Ein weiteres Gebiet, das derzeit untersucht wird, ist der Cajon-Pass in den USA, wo die Kombination der San-Andreas- und San-Jacinto-Verwerfungen ein torartiges Verhalten verursachen könnte, das sich auf die Stärke künftiger Erdbeben auswirken würde.

Je mehr Erdbebentore identifiziert und verstanden werden, desto besser können sich Vorhersagen und Modelle verbessern – nicht nur im Hinblick auf warum und wann Erdbeben passieren , aber die Art von Treffer, die es auf der Größenskala erzielen könnte.

„Wir kommen langsam an den Punkt, an dem unsere Daten und Modelle so detailliert sind, dass wir mit der Vorhersage von Erdbebenmustern beginnen können.“ sagt Barth . „Nicht nur, wie wahrscheinlich ein Erdbeben ist, sondern auch, wie groß und wie weit verbreitet es sein könnte, was uns helfen wird, uns besser vorzubereiten.“

Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturgeowissenschaften .