Im Gelände sehen sie unspektakulär aus, die 400 Messstationen des USArrays: ein Erdhügel und daneben ein Solarpanel. Mehr sieht man nicht. Im Boden steckt in einem zwei Meter tiefen Loch ein Seismometer, das alle Wellen aufzeichnet, die es von großen und kleinen Erdbeben empfangen kann. 70 Kilometer stehen die einzelnen Stationen auseinander, und sie bilden ein rechteckiges Netzwerk. Nach zwei Jahren kommen Techniker, die die Instrumente aus dem Boden herausholen, um sie woanders wieder zu verbuddeln. Das USArray zieht weiter. Der Sinn des Ganzen:
"Wir gewinnen aus den Erdbebendaten vor allem Informationen über den Aufbau der Erdkruste und des Erdmantels unter dem nordamerikanischen Kontinent. Es geht darum besser zu verstehen, wie Plattentektonik funktioniert: Warum Platten ins Erdinnere absinken, andere auseinander gerissen und wieder andere aneinander vorbei geschoben werden. Denn dann lernen wir, warum es in bestimmten Regionen besonders viele Vulkane gibt oder warum die Erde dort bebt, wo sie bebt."
Matt Fouch von der Arizona State University in Tempe. Die Geophysiker nutzen die Erdbebenwellen wie Mediziner die Röntgenstrahlen: Sie berechnen aus ihnen ein dreidimensionales Bild, eine Art Tomographie der Erde. Gestartet ist das Projekt USArray an der Westküste:
"Wir haben auch schon einige Überraschungen gefunden. Etwa an der Westküste, wo im Pazifik die Juan-de-Fuca-Meereskrustenplatte mit Nordamerika kollidiert und wie ein nasses Handtuch ins Erdinnere sinkt. Aus dieser absinkenden Platte wird Wasser ausgepresst. Das senkt den Schmelzpunkt der Steine, Lava entsteht, die an der Oberfläche Vulkane speist - die Cascade-Vulkane in den Rocky Mountains. So viel war klar. Aber wir ahnten nicht, dass die ins Erdinnere absinkende Juan-de-Fuca-Platte in etwa 500 oder 600 Kilometern Tiefe zerbrochen ist. Das hat wahrscheinlich gravierende Konsequenzen für den Vulkanismus in der Region."
Die Vermutung: In diese Bruchzone steigt aus tieferen Mantelzonen heißes Material auf, das wie ein Schmelzofen wirkt und Unmengen an Lava entstehen lässt. Dieser Bruch in der absinkenden Juan-de-Fuca-Platte könnte also erklären, warum es so viele Cascade-Vulkane gibt und warum sie so aktiv sind.
"Wir haben vor kurzem auch eine ungewöhnliche Struktur unter dem Great Basin in Nevada entdeckt. Das Great Basin ist ein riesiges, abflussloses Becken, eine Wüste, in der beispielsweise der Große Salzsee liegt. Unter dem Great Basin haben wir im Erdmantel einen riesigen "Tropfen" aus Erdkruste entdeckt, der -geologisch gesehen - schnell von der Oberfläche in den tiefen Mantel absinkt. Dieser Tropfen aus Erdkruste ist 100 Kilometer weit und 500 oder 600 Kilometer lang und sieht aus wie ein überdimensionaler Honigtropfen. Er scheint einen Teil des Becken von dem starken Vulkanismus abzuschirmen, den wir sonst überall drum herum sehen."
Und er wird eine Rolle bei der Entstehung der Erdbeben dort spielen. Station für Station wandert das US-Array nach Osten. Als nächstes soll im Zentrum der USA eine besondere Struktur genauer untersucht werden: das sogenannte Mid-Continent-Rift, eine Bruchzone mitten im nordamerikanischen Kontinent.
"Es sieht so aus, als ob der nordamerikanische Kontinent dort vor mehr als einer Milliarde versucht hat, auseinanderzubrechen und ein Meer entstehen zu lassen. Das misslang, und wir sind wirklich neugierig darauf zu sehen, warum der Versuch fehl schlug und wie tief diese Bruchzone in den alten amerikanischen Kontinentkern hineinreicht."
Jedes Mal, wenn sie ihr Stationsnetz aufbauen, seien sie überrascht, was sie alles über den Untergrund lernen, erklärt Matt Fouch. Viele offene Fragen fänden eine Antwort, neue tauchten auf - und manchmal könne man auch noch gar nicht interpretieren, was man da Seltsames im Erdinneren sieht. In den kommenden zehn Jahren hoffen die Forscher auf noch so manche Überraschung.
"Wir gewinnen aus den Erdbebendaten vor allem Informationen über den Aufbau der Erdkruste und des Erdmantels unter dem nordamerikanischen Kontinent. Es geht darum besser zu verstehen, wie Plattentektonik funktioniert: Warum Platten ins Erdinnere absinken, andere auseinander gerissen und wieder andere aneinander vorbei geschoben werden. Denn dann lernen wir, warum es in bestimmten Regionen besonders viele Vulkane gibt oder warum die Erde dort bebt, wo sie bebt."
Matt Fouch von der Arizona State University in Tempe. Die Geophysiker nutzen die Erdbebenwellen wie Mediziner die Röntgenstrahlen: Sie berechnen aus ihnen ein dreidimensionales Bild, eine Art Tomographie der Erde. Gestartet ist das Projekt USArray an der Westküste:
"Wir haben auch schon einige Überraschungen gefunden. Etwa an der Westküste, wo im Pazifik die Juan-de-Fuca-Meereskrustenplatte mit Nordamerika kollidiert und wie ein nasses Handtuch ins Erdinnere sinkt. Aus dieser absinkenden Platte wird Wasser ausgepresst. Das senkt den Schmelzpunkt der Steine, Lava entsteht, die an der Oberfläche Vulkane speist - die Cascade-Vulkane in den Rocky Mountains. So viel war klar. Aber wir ahnten nicht, dass die ins Erdinnere absinkende Juan-de-Fuca-Platte in etwa 500 oder 600 Kilometern Tiefe zerbrochen ist. Das hat wahrscheinlich gravierende Konsequenzen für den Vulkanismus in der Region."
Die Vermutung: In diese Bruchzone steigt aus tieferen Mantelzonen heißes Material auf, das wie ein Schmelzofen wirkt und Unmengen an Lava entstehen lässt. Dieser Bruch in der absinkenden Juan-de-Fuca-Platte könnte also erklären, warum es so viele Cascade-Vulkane gibt und warum sie so aktiv sind.
"Wir haben vor kurzem auch eine ungewöhnliche Struktur unter dem Great Basin in Nevada entdeckt. Das Great Basin ist ein riesiges, abflussloses Becken, eine Wüste, in der beispielsweise der Große Salzsee liegt. Unter dem Great Basin haben wir im Erdmantel einen riesigen "Tropfen" aus Erdkruste entdeckt, der -geologisch gesehen - schnell von der Oberfläche in den tiefen Mantel absinkt. Dieser Tropfen aus Erdkruste ist 100 Kilometer weit und 500 oder 600 Kilometer lang und sieht aus wie ein überdimensionaler Honigtropfen. Er scheint einen Teil des Becken von dem starken Vulkanismus abzuschirmen, den wir sonst überall drum herum sehen."
Und er wird eine Rolle bei der Entstehung der Erdbeben dort spielen. Station für Station wandert das US-Array nach Osten. Als nächstes soll im Zentrum der USA eine besondere Struktur genauer untersucht werden: das sogenannte Mid-Continent-Rift, eine Bruchzone mitten im nordamerikanischen Kontinent.
"Es sieht so aus, als ob der nordamerikanische Kontinent dort vor mehr als einer Milliarde versucht hat, auseinanderzubrechen und ein Meer entstehen zu lassen. Das misslang, und wir sind wirklich neugierig darauf zu sehen, warum der Versuch fehl schlug und wie tief diese Bruchzone in den alten amerikanischen Kontinentkern hineinreicht."
Jedes Mal, wenn sie ihr Stationsnetz aufbauen, seien sie überrascht, was sie alles über den Untergrund lernen, erklärt Matt Fouch. Viele offene Fragen fänden eine Antwort, neue tauchten auf - und manchmal könne man auch noch gar nicht interpretieren, was man da Seltsames im Erdinneren sieht. In den kommenden zehn Jahren hoffen die Forscher auf noch so manche Überraschung.