Erdbebenauslöser im Pazifik im Mittelpunkt des Interesses
Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist es gelungen, die auslösenden Mechanismen für große, katastrophale Erdbeben, wie das Tohoku-Erdbeben im vergangenen März in Japan, zu entdecken. Unter Leitung der Universität Florenz in Italien sammelten die Forscher neue Proben von Gesteinen und Sedimenten aus den Tiefen des Pazifischen Ozeans. Das Team entnahm dem Meeresboden, nicht weit von der Küste von Costa Rica in Südamerika entfernt, Sedimentkerne von nahezu 1.500 Metern Länge. Unterstützt wurde es durch das wissenschaftliche Bohrschiff JOIDES Resolution im Rahmen des jüngsten Projekts "Integrated Ocean Drilling Program" (IODP) der Expedition "Costa Rica Seismogenesis Project" (CRISP). Die Proben liefern wichtige Informationen in Bezug auf 2 Millionen Jahre tektonischer Aktivität entlang einer seismischen Plattengrenze. Den Wissenschaftlern zufolge, lassen sich anhand der Proben neue Erkenntnisse zu den Prozessen gewinnen, die an der Auslösung großer Erdbeben in den Subduktionszonen, an denen sich eine Platte unter die andere schiebt, beteiligt sind. "Wir wissen, dass es verschiedene Faktoren, die zu seismischen Aktivitäten beitragen", sagt Professor Paola Vannucchi der Universität Florenz, die zusammen mit Dr. Kohtaro Ujiie der Universität Tsukuba in Japan die Expedition leitet. "Hierzu gehören Art und Zusammensetzung der Gesteine, Temperaturunterschiede, und wie sich das Wasser in der Erdkruste bewegt. Was wir aber noch nicht vollständig verstehen, ist, wie diese Faktoren miteinander interagieren und ob einer wichtiger ist als ein anderer, was zu verschiedenen Stärken von Erdbeben führt. Bei dieser Expedition konnten wir wichtige Proben für die Beantwortung einiger dieser grundlegenden Fragen entnehmen." Mehr als drei Viertel der Erdbeben des Planeten mit einer Stärke von 8,0 und darüber entstehen entlang von Subduktionszonen. Im Pazifischen Ozean gibt es extrem viele dieser Grenzen, die die Experten konvergente Plattenränder nennen. Insbesondere sind sie an den Ost-Pazifik-Küsten vor dem US-Staat Alaska vom Norden bis hinunter nach Patagonien, einem Gebiet zwischen Argentinien und Chile im Süden, sowie Tonga, Marianen, Neuseeland, bis Japan und den Aleuten zu finden. Die Forscher sind besonders daran interessiert, diesen Bereich mit den auslösenden Mechanismen für große Erdbeben zu untersuchen. Innerhalb eines Monats bohrten die Wissenschaftler und die Crew an Bord des Schiffes an vier Standorten; sie entnahmen Bohrkerne aus Sand und lehmähnlichen Sediment- und Basaltgesteinen. Die CRISP-Wissenschaftler stellten in einem vorläufigen Bericht im Juni fest, dass sie Anhaltspunkt für eine starke Absenkung des Kontinentalrands von Costa Rica sowie eine große Menge Sedimente, die vom Kontinent abgetragen wurden und sich in den letzten 2 Millionen Jahren hier angesammelt haben, finden konnten. "Die Sedimentproben bieten neue Aufschlüsse über die verschiedenen Parameter, die den mechanischen Zustand der Plattenschnittstelle in der Tiefe regeln können", sagt Dr. Ujiie. "Wenn wir das Verhalten und die Häufigkeit von Erdbeben in der Region interpretieren wollen, müssen wir unbedingt herausfinden, wie die Platten an der Verwerfungszone, die ihre Ränder kennzeichnen, interagieren." Professor Vannucchi: "Zum Beispiel wissen wir jetzt, dass Flüssigkeiten aus tieferen Teilen der Subduktionszone durch die Sedimentschichten nach oben gesickert sind. Indem wir die Zusammensetzung und das Volumen dieser Flüssigkeiten sowie die Art und Weise untersuchen, wie sie sich durch die Sedimente bewegt haben, können wir besser den Zusammenhang zwischen den chemischen, thermischen und Stoffaustauschaktivitäten im Meeresboden und der seismogenen Region der Plattengrenze verstehen. Sie könnten miteinander verknüpft sein." Andere Team-Mitglieder analysieren derzeit die Kerne, die während der Expedition entnommen wurden. Die vorläufigen Ergebnisse werden im August an der Texas A&M University in den USA veröffentlicht. Das CRISP-Team rechnet damit, später zur selben Bohrstelle zurückzukehren, um nach seismischer Aktivität in der Region Proben direkt aus der Plattengrenze und der Verwerfungszone zu entnehmen. Die von den Forschern entdeckten Veränderungen könnten neue Erkenntnisse über die Entstehung von Erdbeben zutage fördern. Diese Expedition ist einzigartig, da sich ihre Arbeiten mit den Eigenschaften erosiver konvergenter Ränder beschäftigen, an denen die überfahrenden Platten durch Subduktion "zerfressen" werden. Den Forschern zufolge, sind diese Plattengrenzen durch Gräben mit dünnen Sedimentabdeckungen von weniger als 400 Metern, schneller Konvergenz zwischen den Platten und reichlich Seismizität gekennzeichnet.Für weitere Informationen: Integrated Ocean Drilling Program Management International: http://www.iodp.org/ Universität Florenz: http://www.unifi.it/mdswitch.html
Länder
Costa Rica, Italien, Japan, Vereinigte Staaten