Es ist ein Rätsel, das sowohl ein Segen für Kalifornien war als auch immer noch Sorgen für die Zukunft weckt: Warum hat LA seit Generationen kein großes Erdbeben in San Andreas erlebt? Und was bedeutet das, wenn es soweit ist?
Eine neue Studie liefert eine mögliche Antwort – das austrocknende Saltonmeer, etwa 150 Meilen südöstlich von Los Angeles, und das Fehlen plötzlicher, großer Überschwemmungen, die dort hineingeflossen sind, seit es sich vor mehr als einem Jahrhundert gebildet hat.
Aber eines ist sicher. Die Erdbebendürre an der San-Andreas-Verwerfung wird nicht von Dauer sein. Ein austrocknendes Saltonmeer könnte dazu beitragen, das nächste große Beben zu verzögern, aber das könnte zu einem stärkeren Beben führen, wenn es tatsächlich zuschlägt.
Eine am Mittwoch in der Fachzeitschrift veröffentlichte Studie Natur von Wissenschaftlern der San Diego State University und der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego wollten erklären, warum es an der südlichsten Spitze der San-Andreas-Verwerfung, nahe der mexikanischen Grenze, im Jahr 2019 kein Erdbeben der Stärke 7 oder mehr gab etwa 300 Jahre.
Das ist eine ungewöhnlich lange Lücke. Andere Abschnitte des San Andreas sind in jüngerer Zeit gebrochen. Ein Abschnitt zwischen Monterey County und San Bernardino County brach vor 166 Jahren, und ein weiterer Teil brach vor 117 Jahren beim großen Erdbeben in San Francisco.
In diesem südlichsten Abschnitt des San Andreas gab es zwischen dem 10. und 18. Jahrhundert sieben schwere Erdbeben. Einige trennten wahrscheinlich nur eine Lücke von 40 oder 50 Jahren. Bei anderen waren die Lücken wahrscheinlich bis zu 280 Jahre lang.
Aber es ist ungefähr drei Jahrhunderte her – irgendwann zwischen 1721 und 1731 –, seit ein Erdbeben der Stärke mindestens 7 den südlichsten Teil des San Andreas erschütterte.
„Dennoch wissen wir, dass in diesem Teil der Verwerfung genügend tektonische Spannungen angesammelt wurden, um ein solches Ereignis hervorzurufen“, sagte Ryley G. Hill, Doktorand der Geophysik am Scripps Institution of Oceanography und San Diego State und Hauptautor der Studie . „Und somit stellt dieses Gebiet tatsächlich die größte Erdbebengefahr in ganz Kalifornien dar, weil es den Großraum Los Angeles schwer beschädigen könnte.“
Ein plausibles Erdbeben, das am Saltonsee beginnt und sich über Palm Springs bis nach Los Angeles County ausbreitet, wird als ShakeOut-Szenario bezeichnet. Das geht von einem Erdbeben der Stärke 7,8 aus, das 1.800 Todesopfer und fast 50.000 Verletzte fordern könnte – das tödlichste Beben in der modernen Geschichte Südkaliforniens. Allein im LA County könnten mehr als 1.000 dieser Todesfälle auftreten.
Was könnte also diese ungewöhnlich lange Ruhephase erklären?
Bevor sich im Jahr 1905 das Saltonmeer zu bilden begann – sowohl durch menschliche als auch durch natürliche Ursachen –, durchlief der tief liegende Salton Trog, der unter dem Meeresspiegel liegt, über Tausende von Jahren einen Zyklus zwischen der Befüllung mit Wasser aus dem Colorado River und dem Austrocknen.
Der antike Vorläufer des Saltonmeeres wird heute als Lake Cahuilla bezeichnet, der im gefüllten Zustand ein 40-mal größeres Volumen hatte als sein heutiger Überrest. Der Cahuilla-See war so groß, dass er sich vom Coachella-Tal nach Süden bis nach Mexiko und von Plaster City in Kalifornien im Westen bis zu den Chocolate Mountains im Osten erstreckte, so der Co-Autor der Studie, Thomas Rockwell, Professor für Geologie in San Francisco Diego-Staat.
Der gefüllte Cahuilla-See erreichte eine Höhe von etwa 40 Fuß über dem Meeresspiegel und eine maximale Tiefe von mehr als 300 Fuß, bevor er erneut zu überfluten begann. Im Gegensatz dazu erreicht das Saltonmeer derzeit eine Höhe von etwa 240 Fuß unter dem Meeresspiegel und eine maximale Tiefe von etwa 50 Fuß.
Forscher fanden ein Muster von Wasserströmen des Colorado River, die in den Lake Cahuilla strömten und schwere Erdbeben begleiteten, bevor der See regelmäßig austrocknete. Es wird angenommen, dass der Cahuilla-See im letzten Jahrtausend sechsmal überfüllt war: ungefähr in den Zeiträumen 930 bis 966, 1007 bis 1070, 1192 bis 1241, 1486 bis 1503, 1618 bis 1636 und 1731 bis 1733.
„Wenn wir uns die Erdbebengeschichte und ihre Beziehung zu den Seen ansehen, stellen wir fest, dass die meisten Erdbeben aufgetreten sind, als ein See vorhanden war“, sagte Rockwell.
Von den sieben großen Beben, die die Forscher fanden, ereigneten sich sechs, als der Lake Cahuilla sich entweder füllte oder seinen Höhepunkt erreichte.
„Obwohl frühere Studien keine schlüssigen Aussagen über die zeitliche Korrelation der Erdbeben und Seeepisoden im letzten Jahrtausend machten, deutet die neue Erdbebengeschichte stark darauf hin, dass alle Seefüllereignisse von großen Erdbeben begleitet wurden“, heißt es in der Studie. „Eine solche Korrelation zwischen dem Erdbeben und dem Zeitpunkt des Sees ist wahrscheinlich kein Zufall.“
Der Hauptgrund für das Auftreten von Erdbeben bleibt derselbe: Über Jahrzehnte oder Jahrhunderte hat sich durch die Bewegung der tektonischen Platte eine Spannung angesammelt, und die Verwerfung bricht plötzlich auf. Ein solches Beben wäre unweigerlich passiert, unabhängig davon, ob der Cahuilla-See dort war oder nicht. Aber seine periodische Wiederauffüllung könnte der Wendepunkt gewesen sein, der Erdbeben auslöste, als sie tatsächlich auftraten.
Der Rückgang des Saltonmeeres bedeutet jedoch nicht, dass Südkalifornien für immer vor einem Erdbeben in San Andreas geschützt sein wird, solange dieses Gebiet austrocknet.
„Die Vorstellung, dass das Austrocknen des Saltonmeeres uns vor Erdbeben schützt, ist definitiv die falsche Annahme“, sagte Belle Philibosian, eine Forschungsgeologin beim US Geological Survey, die nicht an der Studie beteiligt war.
„Selbst wenn es diesen alten Cahuilla-See oder das Saltonmeer nie gegeben hätte, wäre es irgendwann trotzdem zu diesen Erdbeben gekommen. Sie ereigneten sich nur etwas früher als sonst, weil sich die Seen im Laufe der Zeit füllten und entleerten.“ „, sagte Philibosian. „Selbst wenn das Saltonmeer völlig austrocknet, wird es das nächste Erdbeben im Süden von San Andreas trotzdem geben. Und wir müssen immer noch darauf vorbereitet sein.“
Wissenschaftlern seien auch andere Beispiele aufgefallen, bei denen das Auffüllen von Stauseen Erdbebenverwerfungen näher an das Scheitern brachte und möglicherweise Erdbeben auslöste, heißt es in der Studie. In einem 1997 veröffentlichten Bericht wurde festgestellt, dass Seismizität „bei einem größeren Reservoir wahrscheinlich weiter verbreitet und tiefer ist als bei einem kleineren“.
Ein dokumentiertes Beispiel, das in einer 1988 veröffentlichten Studie zitiert wird, betraf den Koyna-Staudamm in Westindien. Der Stausee hinter dem Damm begann sich 1962 zu füllen; Fünf Jahre später ereignete sich ein Erdbeben der Stärke 6,2, das den Damm und eine nahegelegene Stadt beschädigte und 200 Menschen tötete.
In jüngerer Zeit haben einige Wissenschaftler vermutet, dass das Auffüllen des Zipingpu-Reservoirs in China plausibel dazu beigetragen haben könnte, den Zeitpunkt des verheerenden Erdbebens der Stärke 7,9 in Sichuan im Jahr 2008, bei dem mehr als 69.000 Menschen ums Leben kamen, vorzuverlegen. Es ist unklar, ob das neue Reservoir direkt den ersten Ausbruch dieses Bebens auslöste. Aber Wissenschaftler vermuteten, dass es dazu beigetragen haben könnte, dass ein kleiner Bruch entlang der Verwerfung an anderer Stelle größere Brüche auslöste.
Darüber hinaus wurden Erdbeben mit der Einleitung von Abwasser tief in die Erde in Verbindung gebracht, das bei Fracking-Vorgängen zur Förderung von Öl und Erdgas übrig geblieben ist.
Solche Aktivitäten erhöhen den sogenannten Porendruck – im Wesentlichen die Flüssigkeitsmenge zwischen den Körnern eines Gesteins. „Wenn Sie also einen Stein haben und ihn vollständig mit Wasser sättigen, erhöht sich der Porendruck darin aufgrund der darin enthaltenen Flüssigkeit“, sagte Hill. Und das schwächt die Erdbebenstörung und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs.
Die Erhöhung des Porendrucks ähnelt dem Einschalten eines Airhockey-Tisches, sagte Hill. Ein niedriger Porendruck wäre so, als würde man versuchen, den Puck anzustoßen, wenn der Tisch ausgeschaltet ist – es ist schwieriger, aber man kann ihn trotzdem bewegen. Ein höherer Porendruck wäre wie bei eingeschaltetem Tisch, was bedeutet, dass sich der Puck viel leichter bewegen kann, wenn ihm der gleiche Druck gegeben wird.
„Das ist genau das, was der See tut. … Er lockert im Grunde die beiden Seiten der Verwerfung, wodurch sie sich leichter bewegen lassen, was zu einem Erdbeben führt“, sagte Hill.
Dass es in diesem Teil Kaliforniens keinen riesigen Lake Cahuilla mehr gibt, könnte bedeuten, dass sich die seismische Belastung verstärkt, bevor er bei einem Beben bricht. Dies könnte ein Ereignis größerer Stärke ermöglichen, wenn tatsächlich ein Erdbeben auftritt.
„Wir könnten möglicherweise ein viel größeres Ereignis haben, weil mehr Stress freigesetzt werden könnte“, sagte Hill.
Das letzte große Erdbeben in dieser Gegend am San Andreas führte dazu, dass sich ein Teil der Verwerfung um 12 bis 14 Fuß über den anderen hinaus bewegte, sodass es sich wahrscheinlich um ein Erdbeben der Stärke 7,3 oder 7,4 handelte. Rockwell sagte, er erwarte, dass das nächste Beben größer sein werde, da seit dem letzten Beben mindestens 300 Jahre vergangen seien und eine Seite der Verwerfung möglicherweise etwa 16 Fuß an der anderen vorbeiziehen würde, was einer Stärke von 7,5 entspricht.
Eine offene Frage ist, wie weit der San Andreas noch weiter ausbrechen würde. In seltenen Fällen werden Erdbeben aus diesem Gebiet die Verwerfung nicht nur in den Regionen Salton Trough und Coachella Valley durchbrechen, sondern sich auch weiter nach Norden in Richtung Riverside und San Bernardino ausbreiten.
„Eine der großen Fragen ist also, ob ein großes Erdbeben möglicherweise nach Norden übergreift und ein noch größeres Erdbeben auslöst“, das durch Los Angeles County und möglicherweise bis zum südlichen Rand von Monterey County, Rockwell, verläuft genannt.
Die Entstehung des Saltonmeeres um die Jahrhundertwende war im Vergleich zu den Flüssen, die zuvor den antiken Cahuilla-See füllten, gering. Dennoch könnte der rasche Anstieg des Wasserflusses in das neu entstehende Gewässer dazu beigetragen haben, am 18. April 1906 in Brawley ein Erdbeben der Stärke 6,1 auszulösen, sagte Hill. Wissenschaftler haben zuvor vermutet, dass das Beben durch das große Erdbeben in San Francisco im Jahr 1906 ausgelöst wurde, das sich 11 Stunden nach dem Ereignis in Nordkalifornien ereignete.
Das Saltonmeer wird seit langem durch das Wasser des Colorado River gespeist, das aus den Ackerflächen im Imperial Valley abfließt. Der See schrumpft seit Anfang der 2000er Jahre, als das örtliche Bewässerungsgebiet damit begann, einen Teil seines Wassers in städtische Gebiete umzuleiten. Sein Wasser ist mittlerweile etwa doppelt so salzig wie das Meer und wird durch Verdunstung immer salziger, eine Verschiebung, die zu einem starken Rückgang der Fisch- und Vogelpopulationen geführt hat.
Den aktuellen Trends zufolge wird der See in den kommenden Jahren voraussichtlich weiter schrumpfen. Entlang der sich zurückziehenden Küstenlinien haben Staatsbeamte an Projekten zur Staubbekämpfung und zum Bau von Feuchtgebieten gearbeitet, um Wildtieren Lebensraum zu bieten.
Ein staatlich eingesetztes Gremium empfahl letztes Jahr die Idee, Meerwasser zu importieren, um das Schrumpfen des Saltonmeeres zu verhindern. Das Gremium kam zu dem Schluss, dass Kalifornien einen solchen Plan nicht verfolgen sollte, und verwies auf die geschätzten Kosten in Höhe von mehreren zehn Milliarden Dollar, die Schädigung der Küstenumwelt und einen Bauzeitplan, der viele Jahre dauern würde, bevor Wasser den See erreichen würde.
Befürworter des Imports von Wasser in das Saltonmeer haben die Schlussfolgerungen des Gremiums scharf kritisiert und argumentiert, die Analyse sei fehlerhaft.
2023 Los Angeles Times.
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