Risikomodelle übersehen ein wichtiges Element

Erdbeben selbst beeinflussen die Bewegung der tektonischen Platten der Erde, was sich wiederum auf zukünftige Erdbeben auswirken könnte, laut neuen Forschungsergebnissen der Universität Kopenhagen. Dieses neue Wissen sollte laut den Forschern hinter der Studie in Computermodelle zur Abschätzung des Erdbebenrisikos einfließen.

Wie ein gigantisches Puzzle teilen die tektonischen Platten der Erde die Oberfläche unseres Planeten in größere und kleinere Teile. Diese Teile sind aufgrund des flüssigkeitsähnlichen Teils des Erdmantels, auf dem sie langsam segeln, in ständiger Bewegung. Diese Bewegungen lösen regelmäßig Erdbeben aus, von denen einige Städte verwüsten und Tausende von Menschenleben kosten können. 1999 erschütterte das stärkste europäische Erdbeben der letzten Jahre die Stadt İzmit in der Türkei und forderte 17.000 Einwohner das Leben.

Unter Forschern und Erdbebenexperten ist allgemein anerkannt, dass Erdbeben durch einen unidirektionalen Mechanismus verursacht werden: Wenn sich Platten gegeneinander bewegen, wird entlang der Plattenränder langsam Energie angesammelt und dann plötzlich durch Erdbeben freigesetzt. Dies geschieht immer wieder in jahrzehnte- oder jahrhundertelangen Abständen in einer ständigen Stick-Slip-Bewegung.

Aber in einer neuen Studie, veröffentlicht in Geophysikalisches Journal Internationalzeigen Forscher der Abteilung für Geologie am Institut für Geowissenschaften und Management natürlicher Ressourcen der Universität Kopenhagen, dass sich das Verhalten tektonischer Platten nach einem Erdbeben ändern kann.

Anhand umfangreicher GPS-Daten und einer Analyse des Erdbebens von İzmit im Jahr 1999 konnten die Forscher schlussfolgern, dass die anatolische Kontinentalplatte, auf der die Türkei sitzt, seit dem Erdbeben ihre Richtung geändert hat. Daten zeigen auch, dass dies die Häufigkeit von Beben in der Türkei nach 1999 beeinflusste.

„Es scheint, dass die Verbindung zwischen Plattenbewegung und dem Auftreten von Erdbeben keine Einbahnstraße ist. Erdbeben selbst koppeln sich zurück, da sie dazu führen können, dass sich die Platten danach anders bewegen“, erklärt der Hauptautor der Studie, Postdoc Juan Martin De Blas, der hinzufügt :

„Wenn sich die Plattenbewegungen ändern, wirkt sich dies etwas auf das Muster der späteren Erdbeben aus. Wenn eine tektonische Platte ihre Richtung ändert oder sich mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt als zuvor, wirkt sich dies möglicherweise auf die Seismizität ihrer Ränder zu benachbarten Platten aus.“

Erdbebenmodelle können verbessert werden

Laut den Forschern bieten die neuen Erkenntnisse eine klare Grundlage für die Neubewertung der Risikomodelle, die Daten interpretieren, die aus der Überwachung der tektonischen Plattenbewegungen gewonnen wurden. Diese Daten werden verwendet, um das Risiko zukünftiger Erdbeben in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit einzuschätzen, ähnlich wie bei der Schön-Schlecht-Wettervorhersage.

„Ein wichtiger Aspekt dieser Modelle ist, dass sie unter der Annahme arbeiten, dass die Plattenbewegungen konstant bleiben. Mit dieser Studie können wir sehen, dass dies nicht der Fall ist. Daher können die Modelle jetzt so weiterentwickelt werden, dass sie den Rückkopplungsmechanismus übernehmen.“ das nach einem Erdbeben auftritt, bei dem die Platten ihre Richtung und Geschwindigkeit ändern“, sagt Associate Professor Giampiero Iaffaldano, Co-Autor der Studie.

Die Annahme, dass die Plattenbewegungen konstant sind, war laut den Forschern weitgehend eine „notwendige“ Annahme, da es früher unmöglich war, die Plattenbewegungen über einen Zeitraum von wenigen Jahren zu überwachen. Aber mit dem Aufkommen der Geodäsie in den Geowissenschaften und dem umfassenden und ständig wachsenden Einsatz von GPS-Geräten in den letzten 20 Jahren können wir Änderungen der Plattenbewegung über Jahre hinweg verfolgen.

Könnte uns dabei helfen, Risiken besser einzuschätzen

Wie tektonische Platten überwacht werden, ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. Häufig werden GPS-Sender vorzugsweise in der Nähe der Ränder einer tektonischen Platte positioniert. Dies ermöglicht Behörden und Forschern, die Bewegung der Plattengrenzen zu verfolgen. Aber laut den Forschern können wir auch von noch mehr GPS-Geräten profitieren, die kontinuierlich das Innere der Platten abseits ihrer Ränder überwachen.

„Plattengrenzen unterliegen einer ständigen Verformung und stellen die Bewegung der Platten als Ganzes schlecht dar. Daher sollten GPS-Daten von Monitoren, die weiter von den Plattengrenzen entfernt positioniert sind, in viel größerem Maße verwendet werden. Dies kann uns besser darüber informieren, dass Wetterplatten die Bewegung ändern und wie und liefern Informationen, die nützlich sind, um das Risiko zukünftiger Ereignisse an anderen Orten als den bekannten Hotspots einzuschätzen“, sagt Giampiero Iaffaldano.

Die Forscher weisen darauf hin, dass sich ihre Studie auf die anatolische Kontinentalplatte beschränkt, da das Erdbeben von İzmit eines der wenigen Ereignisse ist, für das eine Kombination aus ausreichenden seismischen und GPS-Daten verfügbar ist. Sie erwarten jedoch, dass das Bild für andere tektonische Platten rund um den Planeten dasselbe ist.