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Dienstag, 30.05.2017
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Regen lässt Erde beben

Niederschlag kann seismische Instabilität auslösen

Regenwasser kann eine wichtige Rolle als Auslöser von Erdbeben spielen: Die in den Boden eindringende Flüssigkeit verändert den Porendruck im Gestein, was wiederum ein Beben auslösen kann, wenn die Erdkruste an dieser Stelle schon nahe genug am kritischen Punkt der seismischen Instabilität war. Diese schon länger gehegte Vermutung hat nun erstmals ein deutsches Forscherteam nachgewiesen und berichtet hierüber in „Geophysical Research Letters“.
Wolkenbruch

Wolkenbruch

Druck durch Wasser wurde in den letzten Jahren immer wieder eine Rolle bei verschiedenen geologischen Aktivitäten zugeschrieben, unter anderem bei Erdbeben. Dieses Phänomen tritt an der Grenze zwischen tektonischen Platten auf, wenn sich diese nicht mehr „reibungslos“ aneinander vorbei bewegen können. Haben sich die Platten ineinander verhakt, baut sich große Spannung auf, die sich dann beispielsweise über ein Erdbeben entladen kann. Es wurde vermutet, dass Wasser kurz vor diesem Punkt den entscheidenden Auslöser liefern kann - als Tropfen, der das Fass überlaufen lässt.

Untersuchungsgebiet Südostdeutschland


Der Geophysiker Dr. Toni Kraft und seine Kollegen an der Ludwig- Maximilians-Universität (LMU) München konnten jetzt in Zusammenarbeit mit Dr. Sebastian Hainzl von der Universität Potsdam zeigen, dass dann selbst geringe Veränderungen des Drucks im Gestein genügen, um Erdbeben in mehreren Kilometern Tiefe auszulösen. Wie in den „Geophysical Research Letters“ berichtet, wurden die Untersuchungen dazu am Hochstaufen, einem Berg nahe Bad Reichenhall im Südosten Deutschlands durchgeführt.

„Insgesamt konnten wir zum ersten Mal einen direkten Zusammenhang zwischen Regen und Erdbeben auf diesem Planeten nachweisen“, so Professor Heiner Igel. „Wer hätte gedacht, dass es in Bayern so interessante Erdbeben gibt!“ In einer zweiten Publikation, die vor kurzem in den „Tectonophysics“ erschien, konnten die LMU- Wissenschaftler bereits erste Hinweise auf die Rolle des Niederschlags bei seismischen Aktivitäten präsentieren.


Tiefbeben im Sommer


Die Untersuchungen zur vorliegenden Studie wurden am Hochstaufen durchgeführt, in dessen Tiefe es vor allem im Sommer zahlreiche Erdbeben gibt. Diese Monate sind auch die Zeit mit dem meisten Niederschlag im Jahr. Bereits seit 2001 kontrollieren die LMU-Geophysiker die Aktivität am Hochstaufen mit Hilfe von sechs permanenten und drei mobilen Messstationen. Alleine im Jahr 2002 wurden dabei mehr als 1100 Erdbeben verzeichnet. Auffällig war, dass die Beben im März und August gehäuft auftraten, und zwar nach überdurchschnittlich starkem Regenfall.

Insgesamt konnten die Wissenschaftler einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Niederschlagsmenge und der Zahl und Stärke der Erdbeben nachweisen. Die Daten zeigen auch, dass der Niederschlag den Druck in den Gesteinsporen verändert und so die seismische Aktivität beeinflusst. Überraschend war, wie gering diese Änderungen sein können, um schon ein Beben auslösen zu können.

Druck durch Wasserspeicherung


„Unsere Ergebnisse zeigen damit auch, dass die Erdkruste schon auf kleinste Veränderungen sehr empfindlich reagieren kann“, meint Igel. „Dazu kommt aber, dass es im Gestein auch größere Spalten gibt, in denen sich mehr Wasser speichern und entsprechend mehr Druck entstehen kann.“ Es ist wahrscheinlich, dass die Flüssigkeit beziehungsweise die dadurch verursachten Spannungsänderungen über Diffusion auch weitere Strecken zurücklegen können und letztlich ihre Wirkung vor allem im Bereich von einem bis vier Kilometern Tiefe zeigen. Dort finden auch die meisten Erdbeben statt. „Von unseren kalifornischen Kollegen wurden wir immer etwas belächelt“, meint Igel. „Trotzdem zeigt sich, dass wir viel von diesen kleinen Erdbebeben lernen können.“
(idw - Ludwig-Maximilians-Universität München, 03.11.2006 - AHE)
 
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