Moderne Erdbeben in den USA könnten Nachbeben von Beben aus den 1800er Jahren sein, sagen Wissenschaftler
Laut einer kürzlich im Journal of Geophysical Research veröffentlichten Studie ist es wahrscheinlich, dass die häufigen Nachbeben, die auf drei Beben in der Nähe der Grenze zwischen Missouri und Kentucky in den Jahren 1811 und 1812 sowie auf ein weiteres Beben in Charleston, South Carolina, im Jahr 1886 zurückzuführen sind, auch heute noch andauern : Solid Earth.
Eine der von den Forschern untersuchten Regionen, die so genannte seismische Zone von New Madrid, umfasst das heutige Memphis und das umliegende Gebiet des Mid-Mississippi River Valley, während die andere Region Charleston und die umliegende Küstenebene umfasst. Die seismische Aktivität in diesen relativ stabilen Regionen Nordamerikas ist nur unzureichend erforscht, und ihre Art ist unter Wissenschaftlern umstritten, schreiben die Autoren der Studie.
"Man verwendet die Zeit, die Entfernung und die Stärke von Ereignispaaren und versucht, die Verbindung zwischen zwei Ereignissen zu finden - das ist die Idee", sagte der Hauptautor der Studie, Yuxuan Chen, Geowissenschaftler an der Universität Wuhan in China, in einer Pressemitteilung. "Wenn der Abstand zwischen zwei Erdbeben größer ist als bei Hintergrundereignissen zu erwarten wäre, dann ist das eine Erdbeben wahrscheinlich das Nachbeben des anderen.
Hintergrundereignisse, auch bekannt als Hintergrundseismizität, beziehen sich im Wesentlichen auf die aktuelle Rate seismischer Aktivität, die für eine bestimmte Region als normal angesehen wird.
Die Forscher fanden heraus, dass etwa 30 % aller Erdbeben zwischen 1980 und 2016 in der Nähe der Grenze zwischen Missouri und Kentucky, die alle eine Stärke von 2,5 oder mehr aufwiesen, wahrscheinlich Nachbeben der drei großen Erdbeben waren, die das Gebiet in den Jahren 1811 und 1812 heimsuchten und die eine Stärke zwischen 7,3 und 7,5 aufwiesen. In der Region Charleston zeigten die Ergebnisse, dass etwa 16 % der heutigen Beben in der Region wahrscheinlich Nachbeben des Erdbebens der Stärke 7,0 von 1886 waren.
Die Feststellung, ob es sich bei den heutigen Erdbeben tatsächlich um Nachbeben früherer großer Beben oder um neue, nicht damit zusammenhängende Beben handelt, ist wichtig, um das künftige Katastrophenrisiko dieser Regionen zu verstehen - selbst wenn die neuere seismische Aktivität nur geringe oder keine Schäden verursacht, so die Forscher.
Erdbeben vs. Nachbeben
Die moderne seismische Aktivität, die die Forscher untersuchten, ist wahrscheinlich eine Mischung aus Nachbeben der großen Beben aus den 1800er Jahren und der Hintergrundseismizität, so Chen.
"In mancher Hinsicht sehen die Erdbeben wie Nachbeben aus, wenn man sich die räumliche Verteilung anschaut, aber die Erdbeben könnten aus mehreren Gründen eng gebündelt sein", sagte Susan Hough, eine Geophysikerin beim US Geological Survey, die nicht an der Studie beteiligt war. "Einer davon ist, dass es sich um Nachbeben handelt, aber es könnte auch ein kriechender Prozess im Gange sein, der nicht Teil eines Nachbebenprozesses ist. Was die Ergebnisse genau bedeuten, ist noch unklar.
Bei der Feststellung, ob es sich bei einem Beben um ein Nachbeben handelt, ist auch zu berücksichtigen, wie seismisch aktiv (oder inaktiv) die Region normalerweise ist, so Hough.
"In einem Gebiet, in dem kleine Erdbeben häufig sind, dauert es nicht so lange, bis die Nachbebenrate unter die normale seismische Rate fällt", so Hough. "Nachbebensequenzen in relativ ruhigen Gebieten könnten länger dauern, einfach weil es dort weniger seismische Hintergrundaktivität gibt.
Debatte über lang anhaltende Nachbeben
Hough war Mitverfasser einer ähnlichen Studie aus dem Jahr 2014, in der umfangreiche Computermodelle verwendet wurden, um die Aktivität in der seismischen Zone von New Madrid zu verstehen, und sie kam zu einem anderen Ergebnis.
"Sind kleine Erdbeben in der seismischen Zone von New Madrid Nachbeben von 1811-1812 oder nicht? sagte Hough in einer E-Mail. "Wir haben das untersucht, und es sieht nicht nach einer langlebigen Nachbebensequenz aus."
Sie und ihr Mitautor Morgan Page, ein Geophysiker des USGS Earthquake Science Center, kamen zu dem Schluss, dass es sich bei den jüngsten Erschütterungen stattdessen um neue, nicht miteinander verbundene Erdbeben handelt, die durch den Aufbau von Spannungen entlang der New-Madrid-Zone verursacht wurden.
Da es in den frühen 1800er Jahren in diesem Gebiet keine Seismographen gab, gibt es keine offiziellen Daten über diese Beben. Die vorhandenen Daten zu Stärke und Auswirkungen wurden anhand von Zeitungsberichten und persönlichen Aufzeichnungen geschätzt. Anhand dieser Berichte kann der USGS recht gut nachvollziehen, wo die Beben ihren Schwerpunkt hatten und wie weit verbreitet die Auswirkungen waren.
Wenn die Erdbebenserie von 1811 bis 1812 tatsächlich noch Nachbeben verursachte, hätte es in der Region im 19. und 20.
"Die neue Studie betrachtet die Frage aus einem anderen Blickwinkel, indem sie berücksichtigt, wie dicht die Erdbeben beieinander liegen, und zu dem Schluss kommt, dass es sich bei einigen der Ereignisse um anhaltende Nachbeben handelt", so Hough. "Die Frage bleibt: Wenn es sich bei den New-Madrid-Erdbeben um Nachbeben handelt, warum folgen sie dann nicht den Regeln, für die Nachbeben bekannt sind?"
Die große Schwierigkeit bei der Bestätigung oder Verneinung der Ergebnisse dieser Studien oder des langlebigen Nachbebens im Allgemeinen besteht darin, dass es unter Seismologen keine allgemein anerkannte Definition dafür gibt, was ein Nachbeben eines Erdbebens ist, sagte John Ebel, ein Professor für Geophysik am Boston College, der nicht an der jüngsten Studie beteiligt war.
"Jeder Seismologe, der solche Phänomene untersucht, hat keine andere Wahl, als Annahmen darüber zu treffen, wie Vorbeben, Hauptbeben und Nachbeben zu definieren sind", so Ebel, der auch leitender Wissenschaftler am Weston Observatory des Boston College ist, in einer E-Mail. "Daher werden verschiedene Seismologen Vorbeben, Hauptbeben und Nachbeben auf unterschiedliche Weise definieren, was den Vergleich von Studien verschiedener Forscher mit Unsicherheiten und Unstimmigkeiten belastet.
In der Studie von Hough aus dem Jahr 2014 betrachteten die Forscher eine Nachbebensequenz als beendet, wenn die Erdbebenrate unter die Rate vor dem Hauptbeben fiel. Nachbeben können zwar noch andauern, aber sobald die normale Erdbebenrate für das Gebiet wieder erreicht ist, kann man sie nicht mehr als Nachbeben bezeichnen, sagte sie.
Definition eines Nachbebens
In Gebieten mit häufiger seismischer Aktivität wie Kalifornien dauern die Nachbeben eines großen Erdbebens weniger als ein Jahrzehnt an, so Ebel. Dies gelte insbesondere für Erdbeben der Stärke 6,5 oder mehr, die sich in den letzten 50 Jahren ereignet haben.
"Mehr noch, es gibt keine Erdbeben, die ein Seismologe als Nachbeben bezeichnen würde, die derzeit auf der San-Andreas-Verwerfung in Südkalifornien stattfinden, wo es zuletzt 1857 ein großes Erdbeben gab, oder auf der San-Andreas-Verwerfung in Nordkalifornien, wo das letzte große Erdbeben 1906 stattfand", sagte Ebel gegenüber CNN. "Die San-Andreas-Verwerfung und andere Verwerfungen in Kalifornien scheinen sich in Bezug auf Nachbeben anders zu verhalten als die Verwerfungen in Zentral- und Ost-Nordamerika."
An Orten abseits von Plattengrenzen, wie in Mittel- oder Ostnordamerika, ist die Rate der Hintergrundbeben jedoch sehr gering. Andere Studien haben auch spekuliert, dass Nachbeben in Gebieten abseits von Plattengrenzen viele Jahrhunderte andauern könnten. Die neue Studie wendet lediglich eine andere statistische Methode an, um zu einer ähnlichen Schlussfolgerung zu gelangen, so Ebel.
"Da alle diese Studien auf statistischen Analysen beruhen, die naturgemäß eine gewisse Variabilität aufweisen, können diese Studien die Fragen, die sie behandeln, nicht mit absoluter Sicherheit beantworten", so Ebel.
Es wäre einfacher, dies zu unterscheiden, erklärte er, wenn wir Tausende von Jahren an Erdbebendaten sowohl für Kalifornien als auch für den Osten Nordamerikas hätten.
"Aus diesem Grund sind wir Seismologen uns manchmal nicht einig darüber, welche Erdbeben Vor- oder Nachbeben sind", sagte Ebel, "und ich denke, dass diese Meinungsverschiedenheiten von Natur aus unlösbar sind."
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Quelle: edition.cnn.com
