Erstes Beben löste zweites in benachbarter Verwerfung aus

Der ETH-Forscher Luca Dal Zilio bietet eine aufschlussreiche Zusammenfassung der jüngsten Erdbeben in der Türkei und in Syrien und beleuchtet die komplexe Natur dieses Ereignisses. Er erörtert die Lehren, die daraus gezogen werden können, um zukünftige seismische Ereignisse in der Region besser zu verstehen und sich darauf vorzubereiten.

ETH-News: Sie und Ihr Kollege Jean-Paul Ampuero von Geoazur haben soeben in der Fachzeitschrift einen Kommentar zu den Erdbeben Anfang Februar in der Türkei veröffentlicht Kommunikation Erde & Umwelt. Was gibt’s Neues?

Luca Dal Zilio: Die beiden starken Erdbeben, die am 6. Februar 2023 die Türkei und Syrien heimgesucht haben, hatten eine ähnliche Stärke (7,8 und 7,6) und lagen nur neun Stunden auseinander. Diese Ereignisse werden als Erdbebendubletten bezeichnet, da es sich um ein Paar starker Erdbeben handelt, deren Schwerpunkte näher als ihre Bruchgröße liegen und die innerhalb eines Zeitrahmens auftreten, der kürzer ist als die aus der Plattenbewegung abgeleitete Wiederkehrzeit.

Lange war die Rede von einem außergewöhnlich starken Nachbeben.

Das zweite Erdbeben war in diesem Fall kein typisches Nachbeben, da es fast so stark war wie das erste und auf einer anderen, nahegelegenen Verwerfung stattfand. Nach dem Gesetz von Bath ist das größte Nachbeben normalerweise etwa 1,2 Magnituden kleiner als das Hauptbeben. Eine Serie von Erdbeben wie die jüngsten Ereignisse in der Türkei und in Syrien hat ihre eigenen Besonderheiten. Das Studium dieser Ereignisse hilft uns, mehr über Erdbeben zu erfahren und verbessert unsere Fähigkeit, sie vorherzusagen.

Warum ist ein Erdbebendubletten aufgetreten?

Das erste Erdbeben trug wahrscheinlich zu einer Erhöhung der statischen Spannung in dem Gebiet bei, in dem das zweite Ereignis stattfand. Auch wenn dieser Anstieg nicht wesentlich gewesen sein mag, hätte er ausreichen können, um das zweite Ereignis nur wenige Stunden später auszulösen. Dies deutet darauf hin, dass beide Verwerfungen unter kritischer Spannung standen. Das erste Erdbeben könnte der zweiten Störungszone, die über Jahrzehnte Stress angesammelt hatte und bereits kritisch belastet war, einen letzten Schubs gegeben haben. Weitere Forschung wird uns dabei helfen, diesen Aspekt der Erdbebeninteraktion besser zu verstehen.

Was lässt sich aus Ihrer Analyse für den Wiederaufbau von Städten und Dörfern in den betroffenen Regionen lernen?

Bei Erdbeben dieser Größenordnung sind erhebliche Schäden nicht zu vermeiden, insbesondere wenn Städte genau auf seismisch aktiven Bruchlinien liegen und große Oberflächenverschiebungen von sechs bis acht Metern verursachen. Dieses Ereignis unterstreicht die Notwendigkeit, die starke Bodenbewegung in der Nähe einer Verwerfung besser zu verstehen und die Risikomanagementpraktiken zu aktualisieren – beispielsweise durch Berechnung, wie die Belastungsübertragung die Gefahrenwahrscheinlichkeit in der Region verändert hat. Idealerweise sollten wir auch herausfinden, inwieweit starke Hauptbeben die Stabilität von Gebäuden verändert und ihre Anfälligkeit für Nachbeben erhöht haben.

Ist uns die hohe Erdbebengefährdung und das damit verbundene extreme Risiko für diese Region nicht längst bewusst?

Ja, verschiedene europäische Institute – darunter die ETH Zürich und der Schweizerische Erdbebendienst – haben in den letzten Jahren viel Mühe darauf verwendet, die Erdbebengefährdung europaweit zu berechnen. Dank dieser Bemühungen haben wir jetzt eine Erdbebengefahr Europakarte auf die jeder zugreifen kann. Diese Karte zeigt, dass die Nordanatolische Verwerfung und die Ostanatolische Verwerfung, die beide durch die Türkei verlaufen, zwei der aktivsten Verwerfungssysteme in Europa und der Welt sind und daher eine große seismische Gefahr für die Region darstellen.

Auch die Nordanatolische Verwerfung, an der Istanbul liegt, stellt ein erhebliches Risiko dar. Entlang dieser Verwerfung gab es im letzten Jahrhundert mehrere Erdbeben. Diese Ereignisse haben jetzt eine seismische Lücke südlich von Istanbul und unter dem Marmarameer hinterlassen, eine Lücke, die seit 250 Jahren nicht mehr gefüllt wurde. Seismologen bezeichnen solche Regionen oft als seismische Lücken, da es sich um Abschnitte eines Störungssystems handelt, in denen über einen längeren Zeitraum keine oder nur geringe seismische Aktivität aufgetreten ist, obwohl benachbarte Abschnitte von Erdbeben betroffen waren. Wir gehen davon aus, dass dies Bereiche entlang einer Verwerfung sind, in denen sich Spannungen ansammeln, bevor sie auf einmal eine enorme Energiemenge freisetzen, was zu starken Erdbeben führen kann.

Wie sieht die Zukunft aus und wie geht es weiter?

Zusammenfassend liegt der aktuelle Fokus auf der Bewältigung der enormen Verluste an Menschenleben und Eigentum. In den kommenden Monaten und Jahren werden mehrere Folgestudien zu unserem Bericht einen weiteren Einblick in dieses katastrophale Ereignis geben. Wir hoffen, daraus lernen zu können, um Gebäude sicherer zu machen und uns besser auf solche Ereignisse vorzubereiten. Als Wissenschaftler hoffen wir, dass diese Veranstaltung wertvolle Einblicke in die Mechanik von Verwerfungen und die Physik von Erdbeben liefern kann.