Wissenschaftler lösen das Rätsel der „Uhren-Erdbeben

Forscher kannten das Muster bereits lange, doch bis jetzt war nicht vollständig verstanden, was es verursacht. Eine neue Studie, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, hat endlich die Erklärung aufgedeckt.

Wissenschaftler zufolge enthält die Störung spezielle Bereiche, die Erdbeben wiederholt daran hindern, größer zu werden, und wirken wie natürliche Bremssysteme tief unter dem Meeresboden. „Wir wussten bereits seit langem, dass diese Barrieren existieren, doch die Frage war stets, woraus sie bestehen und warum sie Erdbeben so zuverlässig, Zyklus für Zyklus, stoppen", sagte der Seismologe Jianhua Gong, leitender Autor der Studie und Assistenzprofessor für Erd- und Atmosphärenwissenschaften an der College of Arts and Sciences der Indiana University Bloomington.

Gong und Forscher der Woods Hole Oceanographic Institution, der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego, des U.S.

Was die Studie zeigt

Geological Survey, der Boston College, der University of Delaware, der Western Washington University, der University of New Hampshire und der McGill University konzentrierten ihre Arbeit auf den Gofar-Transformstörung, einen Teil des Ostpazifischen Rückens westlich es, ein Rätsel zu lösen, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt: Warum manche Unterwasserstörungen große Erdbeben mit fast taktkonformer Regelmäßigkeit auslösen.

Warum die Gofar-Verwerfung so ungewöhnlich ist Die Gofar-Verwerfung ist ein langer Bruch auf dem Meeresboden, an dem sich die pazifische und die nazcaische tektonische Platte aneinander vorbeigleiten. Diese riesigen Schollen der Erdkruste bewegen sich mit etwa 140 Millimetern pro Jahr – ungefähr so schnell, wie sich Fingernägel wachsen.

Transformverwerfungen entstehen dort, wo tektonische Platten horizontal gegeneinander gleiten, und die Gofar-Verwerfung zählt zu den am besten untersuchten Beispielen auf dem Erdboden. Was diese Verwerfung besonders macht, ist die Art und Weise, wie ihre größeren Erdbeben wiederholt an denselben Stellen beginnen und enden.

Was die Studie zeigt

Zwischen den aktiven Erdbebenzonen befinden sich ruhigere Abschnitte der Verwerfung, die Spannung aufnehmen, ohne größere Beben auszulösen. Wissenschaftler bezeichnen diese Bereiche als „Barrieren", obwohl ihre genaue Funktion jahrelang unklar blieb.

Meeresboden-Experimente enthüllen verborgene Aktivitäten Um die Verwerfung besser zu verstehen, haben Forscher Daten aus zwei großen Meeresbodenstudien analysiert: einer im Jahr 2008 durchgeführten und einer zwischen 2019 und 2022 durchgeführten.

Whrend beider Projekte platzierten Wissenschaftler Meeresboden-Sismometer direkt auf dem Meeresgrund entlang verschiedener Abschnitte der Gofar-Verwerfung. Diese Instrumente zeichneten zehntausende kleiner Erdbeben auf, die vor und nach zwei separaten Magnitude-6-Ereignissen auftraten.

Technik und Auswirkungen

Die Daten gaben den Forschern einen ungewhnlich detaillierten Einblick in das Verhalten der Verwerfung im Vorfeld, whrend und nach den groen Rissen. In beiden Barrier57onen stellten die Wissenschaftler nahezu identische Muster fest.

Kleine Erdbeben nahmen in den Tagen und Wochen vor einem groen Beben stark zu, woraufhin dieselben Gebiete unmittelbar danach fast vollstndig zur Ruhe kamen.

Da dieses Verhalten in zwei verschiedenen Verwerfungssegmenten auftrat, die sich durch 12 Jahre unterschieden, schlossen die Forscher, dass in beiden Fllen wahrscheinlich derselbe physikalische Prozess verantwortlich war. Natrliche Bremsen" innerhalb der Verwerfung Die Studie ergab, dass die Barrieren keine einfachen inaktiven Felsabschnitte sind.

Stattdessen handelt es sich um strukturell

Stattdessen handelt es sich um strukturell komplexe Zonen, in denen die Verwerfung in mehrere ste zerfllt. Diese Streifen sind seitlich um etwa 100 bis 400 Meter versetzt, wodurch lokal begrenzte Öffnungen in der Bruchstruktur entstehen, die kleinen Spalten innerhalb eines Risses ähneln.

Die Forscher stellten zudem Belege dafür fest, dass Meerwasser tief in diese gebrochenen Bereiche eindringt. Durch die Kombination entstehen Bedingungen für einen Prozess, der als „Dilatanzverstärkung" bekannt ist.

Bei diesem Prozess führt die plötzliche Bewegung, wenn eine große Erdbebenruptur eine der Barrierезonen erreicht, zu einem starken Druckabfall im flüssigkeitsgefüllten Gestein. Das poröse Gestein verhakt sich dann vorübergehend, wodurch die Ruptur verlangsamt oder gestoppt wird, bevor sie weiter wachsen kann.

Das Ergebnis ist im Wesentlichen ein

Das Ergebnis ist im Wesentlichen ein natürliches Bremssystem, das die Größe des Erdbebens begrenzt. „Diese Barrieren sind nicht nur passive Merkmale der Landschaft", erklärte Gong. „Sie sind aktive, dynamische Bestandteile des Bruchsystems, und das Verständnis ihrer Funktionsweise verändert unsere Vorstellungen über Erdbebenbegrenzungen an diesen Brüchen." Globale Implikationen für die Erdbebenforschung Da der Gofar-Bruch weit Küsten entfernt liegt, stellen seine Erdbeben nur eine geringe direkte Gefahr für Menschen dar.

Forscher betonen jedoch, dass die Erkenntnisse weltweit bedeutsame Implikationen haben könnten.

Transformstörungen, die denen des Gofar-Bruchs ähneln, existieren in den Ozeanen der Erde, und Wissenschaftler haben seit langem beobachtet, dass viele unterseeische Erdbeben kleiner ausfallen, als es allein auf der Grundlage der geologischen Bedingungen erwartet wird.

Die neue Forschung deutet darauf hin,

Die neue Forschung deutet darauf hin, dass Barrieronen, die durch komplexe Bruchstrukturen und die Infiltration, möglicherweise weit verbreitet unter den Ozeanen sind. Falls dies zutrifft, könnten diese Regionen als natürliche Bremsen wirken, die die maximale Größe Brüche begrenzen.

Wissenschaftler geben an, dass diese Entdeckung die zur Abschätzung seismischer Gefahren weltweit eingesetzten Erdbebenmodelle verbessern könnte, einschließlich der Risiken in Küstennähe bevölkerungsreicher Zentren. Quelle: „Vorhersagbare seismische Zyklen entstehen durch strukturelle Rissbarrieren an ozeanischen Transformstörungen", Wenyuan Fan, Jeffrey J.

McGuire, Mark D. Behn, Jessica M. Warren, Emily Roland, Margaret S. Boettcher, John A. Collins, Yajing Liu und Christopher R. German, 14. Mai 2026, Science. DOI: 10.1126/science.ady6190. Die Forschung wurde vom US-National Science Foundation und vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada finanziert.