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StartseiteForschung aktuellDas ungewöhnliche Beben von Ridgecrest18.10.2019

Erdbeben mit Domino-EffektDas ungewöhnliche Beben von Ridgecrest

Fast 20 Jahre lang hatte es in Südkalifornien keine schweren Erdbeben gegeben. Doch am 4. Juli 2019 setzte bei der Kleinstadt Ridgecrest eine Erdbebenserie ein, deren Analyse die Forscher überrascht. Denn sie zeigt, dass starke Erdbeben komplexer sein können als bislang angenommen.

Von Dagmar Röhrlich

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In Ridgecrest in Kalifornien sind Teile einer Wand nach einem Erdbeben eingestürzt  (AFP)
In Ridgecrest in Kalifornien sind Teile einer Wand nach einem Erdbeben eingestürzt (AFP)
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Es begann am 4. Juli. Am Morgen des Unabhängigkeitstags machte ein Erdbeben der Stärke 4,0 die Bewohner der 27.000 Einwohner-Stadt Ridgecrest darauf aufmerksam, dass sie in einer seismisch aktiven Zone leben. Dieses "Knirschen" war nur der Anfang: Um 10.33 Uhr entlud sich ein Beben der Magnitude 6,4 in dem Gebiet. Zwei Gebäude fingen Feuer, ein Wohnwagen wurde schwer beschädigt, und ein paar Verletzte meldeten sich in der Ambulanz. Mehrere Nachbeben folgten, und es sah so aus, als habe man das Schlimmste hinter sich. Doch am Abend des 5. Juli erschütterte ein Erdbeben der Magnitude 7,1 die Stadt und das Tal und versursachte erhebliche Sachschäden.

"Es war die stärkste Erdbebenserie der vergangenen 20 Jahre in Kalifornien und wir haben dann mit Hilfe modernster Techniken versucht herauszufinden, was sich da unter der Oberfläche abgespielt hat."

Dominoeffekt bei seismischen Störungen führt zu Erdbeben

Die Daten der Satelliten und des dichten seismischen Netzwerks verrieten bei der Auswertung, dass diese Erdbeben außergewöhnlich waren. Bisher galt das San-Francisco-Beben von 1906 sozusagen als Prototyp für Starkbeben in Kalifornien: Die Erde reißt über weite Strecken entlang einer einzigen langen tektonischen Störung wie der San Andreas-Verwerfung auf, erläutert Zachary Ross vom California Institute of Technology in Pasadena.

"Aber beim Ridgecrest-Beben sind mehr als 20 kleinere Störungen, von denen wir die meisten nicht kannten, nahezu gleichzeitig aufgerissen: Jede trug einen Teil zu dem viel stärkeren Ereignis bei."

Keine dieser Störungen für sich wäre in der Lage gewesen, ein Beben der Stärke 6,4 oder gar 7,1 hervorzubringen. Dazu brauchte es einen Dominoeffekt. Außerdem verlaufen diese Störungen kreuz und quer, manche treffen sogar im rechten oder im stumpfen Winkel aufeinander. Dass sie gleichzeitig aufreißen, gilt von der klassischen Theorie her als unwahrscheinlich. 

"Es würde bedeuten, dass die Gesteine sehr schwach sind, nur durch ihre innere Haftung zusammengehalten würden. Das wäre schon überraschend." 

Klassische Theorien der Erdbebenentstehung überdenken

Doch nun sieht es so aus, als ob die klassische Theorie angesichts neuer hochauflösender Daten nachgebessert werden sollte. Zachary Ross vermutet sogar, dass in Kalifornien – aber auch anderswo - die meisten schweren Erdbeben bei genauerem Hinsehen so entstanden sein dürften wie das von Ridgecrest. Falls diese Vermutung stimmt, ergibt sich ein Problem:

"Wenn wir die Gefährdung eines Gebiets berechnen, betrachten wir typischerweise jede einzelne Störung, messen ihre Länge und berechnen daraus, wie stark ein Beben an dieser einen Störung werden könnte. Das ist nicht sonderlich schwierig. Wenn wir jedoch ein ganzes Netzwerk von kleineren Störungen haben, die dann zusammen ein sehr viel größeres Ereignis auslösen, wird es schwierig, die langfristige Gefährdung zu berechnen." 

Immerhin könnte die Bebenserie etwas darüber verraten, wie große Störungszonen eigentlich entstehen:

"Meiner Meinung nach haben wir es in Ridgecrest mit einer sehr jungen tektonischen Störungszone zu tun. Sie bildet sich noch aus, während die San Andreas-Verwerfung ein "reifes" System ist, bei dem alle diese kleineren Störungen im Lauf der Zeit geglättet und eingearbeitet worden sind." 

Dazu würde passen, dass Simulationen Hinweise liefern, nach denen solche komplexen Muster tektonischer Störungen wie in Ridgecrest am Ende einer großen Bruchzone entstehen. Und die gibt es dort auch: die 300 Kilometer lange Garlock-Verwerfung. Sie ist zwar in historischer Zeit nicht aktiv gewesen ist, aber die Geologen wissen aus paläoseismischen Untersuchungen, dass sie sehr starke Beben erzeugen kann.

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