Erdbeben sind bekanntermaßen unmöglich vorherzusagen und waren die Ursache für einige der verheerendsten Ereignisse in der Geschichte der Menschheit. Aber könnten wir mehr über diese Naturkatastrophen erfahren, indem wir sie rückwärts durch die Zeit verfolgen?
Eine Forschungsmission, synchronisiert Expedition 386, will Sedimentaufzeichnungen im Pazifischen Ozean vor der Küste Japans verwenden, um Tausende von Jahren vergangener seismischer Aktivitäten zu verfolgen und aufzuzeichnen.
Obwohl der Offshore-Teil der Expedition im vergangenen Sommer endete, endete der wissenschaftliche Teil der Mission, eine einmonatige Untersuchung der geborgenen Proben, kürzlich am 15. März.
Etwa 30 internationale Wissenschaftler sind an dem Projekt beteiligt, darunter Derek Sawyer, außerordentlicher Professor für Geowissenschaften an der Ohio State University.
Obwohl er vor fast zwei Jahren an der Reise teilnahm, wurde die Mission später aufgrund der Pandemie verschoben, was viele der Forscher zwang, ihre Forschung aus der Ferne durchzuführen.
Während Forscher seit Jahrhunderten Erdbeben untersuchen, bietet die Expedition eine einzigartige Gelegenheit, Schlüsselfragen zu beantworten, die Wissenschaftler über diese überirdischen Erschütterungen verblüfft haben.
„Es gibt viele Orte auf unserem Planeten, die erdbebengefährdet sind, Japan ist einer davon“, sagte Sawyer. „Aber es gab eine Menge wissenschaftlicher Forschung und Bemühungen, Erdbeben im Allgemeinen zu verstehen, indem man sich einen Ort wie Japan ansah, um viel darüber zu erfahren, wie sie funktionieren und wie häufig sie auftreten.“
Etwa 1.500 Erdbeben erschüttern Japan jedes Jahr, das letzte war ein starkes Erdbeben der Stärke 7,3, das Anfang dieses Monats die Nordostküste erschütterte. Da sich der Inselstaat in einem Gebiet befindet, in dem sich vier große tektonische Platten treffen (Eurasische, Ochotskische, Pazifische und Philippinische Meeresplatte), beherbergt der gesamte Archipel eine Reihe natürlicher geologischer Vorkommen, darunter heiße Quellen und Vulkane.
Aufgrund dieser Anfälligkeit verfügt das Land über eines der effektivsten Erdbebenfrühwarnsysteme der Welt. Mit anderen Worten, Japan ist der perfekte Ort, um zu untersuchen, wie Erdbeben das tektonische Gedächtnis der Erde beeinflussen, und um zu erfahren, wie die geologische Zeit mit unserer eigenen übereinstimmt.
Zu diesem Zweck war das Ziel der Expedition die Erkundung des Japan-Grabens, eines tiefen U-Boot-Grabens, der mit einer Reihe von hohen und niedrigen geologischen Formationen gefüllt ist. Diese vielfältigen Unterwassertopographien können, wenn sie gestört werden, durch Erdbeben ausgelöste Ablagerungen oder Sedimente in diese tiefen Becken abfallen lassen. Obwohl es schwierig sein kann zu sagen, ob diese Ablagerungen durch besonders starke Stürme oder Erdbeben entstanden sind, könnte dieser besondere Schlamm dort Millionen von Jahren vergraben bleiben und darauf warten, eine Geschichte zu erzählen.
„Sedimente lagern sich oft, besonders in ruhigen, tiefen Ozeanen, Schicht für Schicht, Korn für Korn, langsam aber sicher ab“, sagte Sawyer. „Es gibt jedoch auch Zeiten, in denen sich ein Sedimentpuls schnell ablagern kann, beispielsweise durch einen Unterwasser-Erdrutsch oder eine durch Erdbeben ausgelöste Strömung.“
„Wir können dann die Abfolge der Sedimente wiederherstellen, indem wir lange zylindrische Kerne sammeln, ähnlich wie mit einem riesigen Strohhalm, um die Sedimente zu extrahieren. Wir können dann den Kern aufspalten und die Geschichte der dort vorhandenen Schichten lesen oder interpretieren.“
Heute kann ein typischer Ozeanbohrer Tiefen von etwa 200 bis 2.000 Metern unter dem Meeresspiegel erreichen. Die Expedition 386 brach jedoch im vergangenen Sommer Rekorde bei Meeresbohrungen, nachdem die Besatzung mehr als 8.000 Meter in die Tiefe gebohrt hatte, um diese Sedimentproben zu gewinnen. Mit einer Abstiegsgeschwindigkeit von etwa 1 Meter pro Minute dauert nur eine Fahrt in eine Richtung ein paar Stunden, um ihrem Ziel unter dem Meeresboden nahe zu kommen, sagte Sawyer.
Nach der Rückkehr an die Oberfläche bestand der nächste Schritt der Besatzung darin, eine Vielzahl von Messungen und Teilproben durchzuführen, einschließlich der Analyse der physikalischen Eigenschaften der Kerne. Als Gruppenleiter des Teams für physikalische Eigenschaften der Expedition koordiniert Sawyer die detaillierte Dokumentation der physikalischen Messungen, die an den Proben durchgeführt werden.
Um Beweise für vergangene seismische Aktivitäten zu finden, erstellte sein Team unglaublich detaillierte Beobachtungen der Kerne, einschließlich ob sie einzigartige geologische Eigenschaften, ihre Geochemie und sogar Fossilien in den Proben aufweisen.
Wenn es Sawyer und seinen Kollegen gelingt, ihre Ergebnisse in den nächsten Monaten erfolgreich aufzuzeichnen und zusammenzustellen, können die Forscher diese Sedimentkerne altersmäßig datieren und einen Katalog schwerer Erdbeben in der Nähe von Japan erstellen. Ein solches Protokoll, ähnlich wie die Jahresringe eines Baumes seine persönliche Geschichte aufzeichnen, könnte Wissenschaftlern helfen, die Häufigkeit größerer Beben besser zu verstehen.
Diese Informationen könnten auch verwendet werden, um das Wissen der Öffentlichkeit über die mit diesen Ereignissen verbundenen Gefahren zu erweitern und sie zu mindern oder sogar für die Zukunft zu planen.
„Du kannst sie nicht verhindern“, sagte Sawyer. „Aber Sie können über die besten Möglichkeiten nachdenken, die Widerstandsfähigkeit von Gemeinden zu entwickeln oder aufzubauen, die anfällig für die Auswirkungen von Erdbeben und ihren Tsunamis sind. Wichtige Informationen dafür sind eine genaue Aufzeichnung der Häufigkeit und Stärke vergangener Erdbeben.“