Ein genauerer Blick auf den Ausbruch des Erdbebens in New Jersey könnte die erschütternden Berichte erklären

Das Tewksbury-Erdbeben der Stärke 4,8 überraschte Millionen Menschen an der US-Ostküste, die die Erschütterungen dieses größten instrumentell aufgezeichneten Erdbebens in New Jersey seit 1900 spürten.

Aber die Forscher stellten noch etwas Ungewöhnliches an dem Erdbeben fest: Warum meldeten so viele Menschen im 40 Meilen entfernten New York City starke Erschütterungen, während die Schäden in der Nähe des Epizentrums des Erdbebens minimal zu sein schienen?

In einem Papier veröffentlicht In Der seismische RekordYoungHee Kim von der Seoul National University und Kollegen zeigen, wie sich die Bruchrichtung des Erdbebens darauf ausgewirkt haben könnte, wer am 5. April die stärksten Erschütterungen verspürte.

Kim und ihr Kollege und Co-Autor Won-Young Kim vom Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University wurden neugierig auf das seltsame Muster der Erschütterungen, nachdem sie das Epizentrum des Erdbebens nur acht Stunden nach dem Hauptbeben besucht hatten.

„Wir haben mit einigen Sachschäden gerechnet – eingerissene Schornsteine, Risse in den Wänden oder zu Boden gefallener Putz –, aber es gab keine offensichtlichen Anzeichen von Sachschäden“, sagten die Forscher in einer E-Mail. „Polizeibeamte im Umkreis von ein paar Kilometern um das gemeldete Epizentrum sprachen ruhig über die Erschütterungen durch die Haupterschütterung. Für ein Erdbeben der Stärke 4,8 in der Region war es eine überraschende Reaktion der Menschen und Häuser.“

„Dies stand im Gegensatz zu der breiten und großen Reaktion der Bewohner in und um New York City, etwa 65 Kilometer vom Epizentrum entfernt“, fügten sie hinzu.

Das Erdbeben löste mehr als 180.000 Meldungen aus – die höchste Zahl, die je für ein einzelnes Erdbeben in der Sendung „Did You Feel It?“ des US Geological Survey eingegangen ist. App und Website, laut a zweites Papier veröffentlicht in Der seismische Rekord vom USGS-Seismologen Oliver Boyd und Kollegen.

Boyd und Kollegen sagten, das Erdbeben sei von schätzungsweise 42 Millionen Menschen zwischen Virginia und Maine zu spüren gewesen.

Die Berichte von Menschen südwestlich des Epizentrums in Richtung Washington, D.C. deuteten auf „schwache“ Erschütterungen in der Größenordnung hin, die das USGS zur Messung der Intensität eines Erdbebens verwendet, während Menschen, die nordöstlich des Epizentrums berichteten, „leichte bis mäßige“ Erschütterungen verspürten.

Basierend auf früheren Modellen der Stärke und Erdbebenintensität, die für den Osten der USA entwickelt wurden, sollte ein Erdbeben der Stärke 4,8 jedoch innerhalb von etwa 10 Kilometern oder etwa sechs Meilen von seinem Epizentrum sehr starke Erschütterungen hervorrufen.

Mit diesem Muster im Hinterkopf wollten Kim und Kollegen die Richtung des Erdbebenausbruchs genauer untersuchen. Um den Bruch zu modellieren, verwendeten sie eine Art seismische Welle namens Lg-Wellen, da es zum Zeitpunkt des Hauptbebens keine seismische Beobachtung in der Nähe gab. LG-Wellen sind Scherwellen, die innerhalb der Kruste zwischen der Erdoberfläche und der Grenze zwischen Kruste und Mantel hin und her springen.

Das resultierende Modell deutete darauf hin, dass sich der Erdbebenausbruch in Richtung Ost-Nordost und nach unten auf einer nach Osten geneigten Verwerfungsebene ausgebreitet hatte. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Richtung des Bruchs die Erschütterungen des Erdbebens von seinem Epizentrum weg nach Nordosten gelenkt haben könnte.

Im Allgemeinen treten Erdbeben im Nordosten der USA als Überschiebungsverwerfungen entlang von Nord-Süd verlaufenden Verwerfungen auf. Das Erdbeben in New Jersey sei ungewöhnlich, stellten Kim und Kollegen fest, da es offenbar eine Kombination aus einem Schub- und einem Streik-Schlupf-Mechanismus entlang einer möglichen nordnordöstlich verlaufenden Verwerfungsebene gewesen sei.

„Erdbeben im Osten Nordamerikas ereignen sich normalerweise entlang der bereits bestehenden Schwächezone – also bestehender Verwerfungen“, erklärten die Forscher. „Im Tewksbury-Gebiet kann eine versteckte Verwerfungsebene, die nordnordöstlich verläuft und mäßig abfällt, anhand der zahlreichen kleinen Nachbeben kartiert werden, die nach dem Tewksbury-Hauptbeben entdeckt und lokalisiert wurden.“

Boyd und Kollegen stellten fest, dass einige Schäden von einem Aufklärungsteam der Geotechnical Extreme Events Reconnaissance Association und des National Institute of Standards and Technology dokumentiert wurden. Neben Rissen in Trockenbauwänden und herunterfallenden Gegenständen aus Regalen dokumentierte das Team den teilweisen Einsturz der Steinfassade von Taylor’s Mill, einem Bauwerk aus der Zeit vor dem Unabhängigkeitskrieg in der Nähe der Stadt Lebanon, New Jersey.

Die Forscher haben das Erdbeben noch nicht einer bestimmten Verwerfung zugeschrieben, aber die Orte des Hauptbebens und der Nachbeben deuten darauf hin, dass das bekannte Ramapo-Verwerfungssystem der Gegend während des Erdbebens nicht aktiv war.

Die Ergebnisse könnten „uns dabei helfen, neue Erdbebenquellen zu identifizieren und zu überdenken, wie mit Stress und Belastung im Osten der Vereinigten Staaten umgegangen wird“, sagte Boyd.

Er wies darauf hin, dass einige Seismometer, die vom USGS rasch in der Region stationiert wurden, mindestens fünf Monate lang dort bleiben werden.

„Dies kann uns beispielsweise dabei helfen, Mechanismen zu untersuchen, die damit zusammenhängen, wie die Kruste auf die Belastung eines Hauptbebens in der Region reagiert und wie produktiv Nachbebensequenzen im Osten der Vereinigten Staaten sein können“, erklärte Boyd.

„Durch eine gute Stationsabdeckung können wir auch beobachten, wie sich die Bodenbewegungen von Erdbeben in der Region als Funktion der Stärke, der Entfernung zum Epizentrum und der Erdstruktur ändern. Und jedes dieser Beispiele kann uns dabei helfen, potenzielle seismische Gefahren besser einzuschätzen.“