Es gibt verlockende Hinweise darauf, dass einige Verwerfungen in den Tagen und Monaten vor einem großen Erdbeben Warnsignale aussenden, so eine neue Forschungsarbeit.
Eine Studie über quietschende Glasperlen, die zwischen starken Kolben gepresst werden, bietet eine Erklärung dafür, wie diese Erdbebenwarnsignale entstehen. Die Ergebnisse wurden am 4. November online in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht.
Die Signale reichen von winzigen Erschütterungen entlang der Verwerfung, die von den heutigen seismischen Überwachungsgeräten nicht erfasst werden können, bis hin zu Erdbeben, die groß genug sind, um Häuser zu erschüttern. Die Gemeinsamkeit besteht darin, dass die letzte Erschütterung – das Hauptbeben – an oder in der Nähe der kleineren, früheren Brüche auftritt.
„Sie stehen im Zusammenhang mit kleinen Brüchen entlang der Verwerfung, die katastrophal ausfallen wird“, so Paul Johnson, Geophysiker am Los Alamos National Laboratory in New Mexico und Hauptautor der Studie.
Die Herstellung einer Verbindung zwischen diesen Erdbebenvorläufern und dem „großen Beben“ ist in der Erdbebenforschung umstritten. Während viele Laborstudien darauf hindeuten, dass es seismische Warnsignale gibt, auf die man achten sollte, gibt es in der realen Welt nicht bei allen Erdbeben Vorbeben, wie diese Vorerschütterungen genannt werden. Dennoch hoffen die Geowissenschaftler, dass sie durch ein besseres Verständnis dessen, was vor einem Erdbeben geschieht, eines Tages ein Mittel zur Verfügung haben, um die Öffentlichkeit vor einem erhöhten Erdbebenrisiko zu warnen.
„Ich denke, wir stehen am Anfang von etwas, das möglicherweise wirklich spannend ist, um ein Gebiet mit erhöhter Gefahr zu charakterisieren“, sagte Johnson. „Wir werden nicht vorhersagen können, wann ein Ereignis eintritt. Diese Art von Beobachtung kann getestet werden, um zu sehen, ob diese Informationen für die Erdbebengefahr und die Vorhersage von Intervallen mit erhöhtem seismischem Risiko nützlich sind.“
Erdbebenlabor
In der Studie haben Johnson und seine Mitarbeiter ein Labormodell gebaut, das eine Erdbebenverwerfung nachahmt. Die quietschenden Kügelchen repräsentieren den zerkleinerten, aufgerissenen Ton und das Gestein, das Verwerfungen säumt. Wenn die Kügelchen zwischen zwei Platten gepresst werden, werden die Kräfte imitiert, die Erdbeben verursachen.
Die Forscher entdeckten, dass die Kügelchen zu quietschen beginnen, kurz bevor das Erdbeben im Labor stattfindet. Diese „akustischen Emissionen“ entsprechen kleinen Erdbeben an realen Verwerfungen, so Johnson.
Die Studie ergänzt die zunehmenden Hinweise darauf, dass ein dichtes Netz von Erdbebenüberwachungsgeräten, so genannten Seismometern, diese Signale aufspüren und vor der erhöhten Gefahr warnen könnte, so Johnson.
„Die meisten Vorläufer sind sehr klein, wenn man also keine Instrumente an der Verwerfung oder ganz in der Nähe der Verwerfung hat, wird man sie einfach nicht sehen“, sagte er. „
Umstrittenes Konzept
Viele Forscher sind jedoch der Meinung, dass die Labormodelle, die Erdbebenwarnungen nahelegen, nicht auf die reale Welt übertragbar sind.
Im Gegensatz zu einem Labormodell sind Verwerfungen in der Erde mit Flüssigkeiten gefüllt, auf hohe Temperaturen erhitzt und unterliegen komplexen Spannungen, sagte Justin Rubinstein, ein Forschungsgeophysiker bei der U.S. Geological Survey in Menlo Park, Kalifornien. „Es ist ein gefährlicher Sprung, von dem, was wir im Labor sehen, auf das wirkliche Leben zu schließen“, so Rubinstein. „Im Moment glaube ich nicht, dass es überzeugende Argumente gibt, die man vorbringen kann. Manchmal erhält man eine Vorbeben-Sequenz und manchmal nicht.“
Aber Rubinstein glaubt auch, dass solche Modelle eine sorgfältige Untersuchung wert sind. „Wenn es Vorläufer gibt, wäre es für uns wertvoll, sie zu verstehen, denn es wäre natürlich fantastisch, wenn wir Erdbeben vorhersagen könnten“, sagte er.
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