Um das Ausmaß vergangener Erdbeben und Tsunamis besser zu verstehen, greifen Wissenschaftler häufig auf Erdbebenmodelle zurück oder greifen auf Beweismaterial zurück, das die Tsunamis hinterlassen, wie etwa Sandablagerungen.
Das jüngste große Erdbeben in der Cascadia-Subduktionszone, die die pazifische Nordwestküste umfasst, steht im Mittelpunkt vieler Studien, da von Nordkalifornien bis Vancouver Island geologische Beweise für das Ereignis gefunden wurden und sogar in Japan Beobachtungen des damit verbundenen Tsunamis aufgezeichnet wurden. Diese Beobachtungen, kombiniert mit Computermodellen, haben es den Forschern ermöglicht, zu schätzen, dass sich das Beben am 26. Januar 1700 um 21 Uhr ereignete.
In mehreren Studien wurden Sedimentkerne gesammelt, um abzuschätzen, wie stark das Erdbeben in Küstenfeuchtgebieten Bodenabsenkungen verursachte. Studien, die das Erdbeben von 1700 modellieren, stützen sich auf diese Absenkungsschätzungen, um vorherzusagen, wie weit die Verwerfung abgerutscht ist. Andere Studien konzentrieren sich auf das Ausmaß und die Dicke der Sand- und Schlammschichten, die vom Tsunami ins Landesinnere gespült wurden. Doch bisher hat keine Studie in Cascadia die Kartierung des gesamten Ausmaßes dieser sandigen Tsunamiablagerungen mit einem Sedimenttransportmodell kombiniert, um die Erdbebengröße zu bestimmen.
SeanPaul La Selle und Kollegen entnahmen 129 Kerne aus Sümpfen in der Mündung des Salmon River entlang der Nordküste Oregons und kombinierten sie mit 114 vorhandenen Kernprotokollen, um zu testen, wie gut verschiedene Modelle des Cascadia-Erdbebens von 1700 funktionierten.
Mithilfe des hydrodynamischen und Sedimenttransportmodells Delft3D-FLOW testeten die Autoren 15 verschiedene Erdbebenmodelle, um zu sehen, wie gut jedes davon die Verteilung der durch den Tsunami ins Landesinnere gebrachten Sedimente reproduzierte.
Sie fanden heraus, dass das Erdbeben, um die Dicke und das Ausmaß der in den Kernen gefundenen Tsunami-Sedimente zu erreichen, wahrscheinlich mindestens 0,8 Meter Absenkung am Salmon River und etwa 12 Meter Rutschung in der Verwerfung verursacht haben müsste. Sieben der von ihnen getesteten Erdbebenmodelle reproduzierten diese Bedingungen bei Ebbe (als das Hauptbeben in Cascadia auftrat).
Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Journal of Geophysical Research: Erdoberfläche.
Die Studie liefert neue Eingrenzungen hinsichtlich der Größe und Art des Cascadia-Erdbebens von 1700. Sie bietet auch neue Einblicke, wie Tsunami-Ablagerungskartierungen und Sedimenttransportmodelle genutzt werden können, um vergangene Erdbeben und damit verbundene Tsunamis besser zu reproduzieren – und um Einblicke in zukünftige Ereignisse zu gewinnen.
Die Autoren weisen darauf hin, dass ihre Modelle am empfindlichsten auf Gezeitenpegel, Sandkorngröße und Sedimenttransportkoeffizienten reagierten. Diese Erkenntnisse könnten helfen, zukünftige Modelle dieses und anderer Erdbeben weiter einzugrenzen. Weitere Arbeiten, bei denen mehr Daten über Tsunamiablagerungen gesammelt, ein umfangreicheres Set an Erdbebenquellen getestet und Sedimenttransport- und hydrodynamische Modelle verglichen werden, könnten weitere Details ans Licht bringen.
Mehr Informationen:
SeanPaul M. La Selle et al, Testen von Megathrust-Bruchmodellen anhand von Tsunami-Ablagerungen, Journal of Geophysical Research: Erdoberfläche (2024). DOI: 10.1029/2023JF007444
Diese Geschichte wird mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier.