Erdbeben

Warten auf den n�chsten Knall

Zwei Mal Indonesien, Chile und jetzt Japan: Vier schwere Beben ersch�tterten die Erde seit 2004. Ist das nur ein statistischer Zufall � oder besteht ein Zusammenhang?

Sumatra am zweiten Weihnachtstag 2004, Sumatra zum Osterfest 2005, Chile im Februar 2011, Japan im M�rz 2011 – in den letzten Jahren ersch�tterten vier Megabeben mit einer St�rke von 8,5 und mehr die Erde. Eine auff�llige Ballung, die so �hnlich auch schon einmal vor 50 Jahren auftrat: 1952 erzitterte der Planet derart stark in Kamtschatka, 1960 vor Chile und 1964 in Alaska. Alle sieben Extrembeben seit 1900 liegen also zeitlich relativ eng zusammen. Alles nur ein Zufall? Oder bedingen Megabeben tats�chlich einander, selbst wenn sie Tausende von Kilometern entfernt voneinander stattfinden?

Geologen wie Charles Bufe und David Perkins vom US Geological Survey (USGS) sehen in dieser H�ufung durchaus einen Vorboten f�r tektonisch unruhigere Zeiten: "Das Risiko f�r diese sehr starken Erdbeben ist gestiegen", warnte Bufe k�rzlich w�hrend der Jahrestagung der Seismological Society of America in Memphis. Die Wahrscheinlichkeit, dass in den n�chsten sechs Jahren ein weiteres Beben der St�rke 9 oder h�her stattfindet, liegt seiner Meinung nach bei 63 Prozent.

Doch mit dieser Meinung stehen die beiden Geologen eher allein. Viele Kollegen verweisen auf die insgesamt doch eher geringe Zahl derartiger Naturgewalten und vor allem auf den kurzen Zeitraum, in dem sie �berhaupt wissenschaftlich �berwacht werden. "Wir d�rfen nicht in menschlichen Zeitvorstellungen denken, denn wir erfassen zwar Erdbeben messtechnisch seit gut 100 Jahren, doch geologisch entspricht dies nur einem Wimpernschlag. Ich sehe keinen Grund, warum sich bez�glich der Energiefreisetzung durch starke Erdbeben irgendetwas signifikant an den geodynamischen Prozessen ge�ndert haben sollte. Hier spielt wohl vielmehr die Aufmerksamkeit der �ffentlichkeit eine Rolle", meint etwa Birger-G. L�hr vom GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ). Und sein Kollege Friedemann Wenzel vom Karlsruher Institut f�r Technologie (KIT) meint: "Die H�ufung ist offensichtlich, aber wir haben keine Modelle, die dies gut erkl�ren k�nnten."

Keine Fernwirkung

Noch weiter geht Andrew Michael, der ebenfalls f�r den USGS arbeitet, aber v�llig anderer Meinung ist als Bufe und Perkins: Er hat eine Reihe von statistischen Analysen �ber die Beben der letzten Jahrzehnte laufen lassen und dabei auch verschiedene Magnitudenschwellenwerte ber�cksichtigt � ohne, dass sich ein klares Muster ergeben h�tte. "Nichts spricht dagegen, dass sich Starkbeben nur zuf�llig h�ufen", so Michael.

Dazu passt auch eine Studie von Tom Parsons vom USGS und Aaron Velasco von der University of Texas in El Paso, die keinen Zusammenhang zwischen weit entfernten Beben feststellen konnten: Die beiden Geologen hatten 205 Erdbeben verschiedenster St�rken aus den letzten 30 Jahren ausgewertet und zueinander in Bezug gesetzt. Den meisten schweren Ersch�tterungen folgten �ber Tage und Wochen lokale Nachbeben, wie dies momentan zum Beispiel auch in Japan der Fall ist: Der erste Schlag baut zwar meist einen gro�en Teil der Spannung im Untergrund ab, doch gleichzeitig verhaken sich w�hrend der abrupten Plattenbewegung vor Ort neue, kleinere Bruchst�cke: Sie l�sen sich etwas sp�ter und setzen dabei noch aufgestaute Restenergie nach und nach frei � mit abnehmender Magnitude.

Da die seismischen Schwingungen dieser Beben den gesamten Erdk�rper durchlaufen, werden sie auch andernorts gemessen � und verursachen an anderen Plattengrenzen ebenfalls kleinere Ersch�tterungen. Diese lassen sich aber zumeist nur mit Seismometern nachweisen: Ein schweres Beben in Chile wirkt sich also nicht katastrophal auf die tektonischen Bewegungen in Pakistan oder vor Indonesien aus. Parsons und Velasco entdeckten jedenfalls keinen Fall, bei dem ein Erdbeben der Magnitude 5 oder h�her ein mindestens ebenso heftiges Ereignis in entfernten Regionen ausgel�st hatte.

Im unmittelbaren Anschluss an das gebrochene Plattensegment kann sich der Stress im Gestein jedoch deutlich erh�hen. "Jedes Erdbeben nimmt spannungsm��ig Einfluss auf benachbarte Gebiete. Beispiele sind hierf�r das D�cze-Beben in der T�rkei im November 1999, das dem Izmit-Beben vom August 1999 folgte, oder das Osterbeben vor Sumatra 2005, das durch das Weihnachtsbeben 2004 mitausgel�st wurde", erkl�rt L�hr vom GFZ. Damals r�ckte die Indische Platte �ber Hunderte von Kilometern ostw�rts unter die Eurasische und die Sundaplatte vor. In der s�dlich daran anschlie�enden Subduktionszone bewegten sich die Erdteile dagegen in diesem Moment noch nicht weiter; sie wurden aber durch das Ereignis zus�tzlich Druck gesetzt � der sich dann Monate sp�ter auf einen Schlag entspannte.

Droht Tokio bald ein Megabeben?

Dieser Zusammenhang weckt bei vielen Menschen in Japan �ngste um Tokio, da sich die Millionenmetropole nur wenige hundert Kilometer s�dlich des Epizentrums vom 11. M�rz befindet: Das seit Langem erwartete Tokai-Megabeben unmittelbar unter der Stadt oder vor der K�ste k�nnte das so genannte Tohoku-Beben vom M�rz noch in den Schatten stellen und zahlreiche Tote und Sch�den in zigfacher Milliardenh�he verursachen.

Die tektonischen Verh�ltnisse in dieser Region sind jedoch deutlich komplizierter als vor der K�ste Sumatras, da hier mindestens drei Plattengrenzen eine Rolle spielen, wie Birger-G. L�hr erl�utert: "Im Falle Japans kommt s�dlich des jetzt gebrochenen Bereichs, wo die Pazifische unter den s�dlichsten Ausl�ufer der Nordamerikanischen Platte taucht, mit der Philippinischen eine weitere Platte ins Spiel. Das erschwert �berlegungen bez�glich der Spannungsumverteilung. Voraussagen, ob sich die Verh�ltnisse weiter aufgeladen oder sogar entspannt haben, sind also kaum m�glich." Sein Kollege Wenzel vom KIT sieht zumindest momentan keine unmittelbar gesteigerte Gefahr f�r Japans Hauptstadt: "Wir denken nicht, dass deswegen das Tokai-Beben fr�her eintritt."

Das Tohoku-Beben verhielt sich allerdings �berhaupt nicht lehrbuchgem��, wie viele Geowissenschaftler in ihren ersten Analysen festgestellt und auf der Jahrestagung der Seismological Society of America diskutiert haben. Normalerweise rei�t das Gestein der abtauchenden Platte in ein bis zwei Richtungen. Vor der nordjapanischen K�ste �hnelte das Beben jedoch eher der Explosion einer Feuerwerksrakete, da das Gestein nicht nur entlang der Subduktionszone, sondern auch noch sternenf�rmig an anderen Stellen quer zur Hauptachse brach. "�ber die gesamte Fl�che wurde Energie freigesetzt, deshalb war das Beben so gewaltig. Das d�rfte wohl das komplizierteste Bruchverhalten gewesen sein, dass je beobachtet wurde", meint beispielsweise Eric Kiser von der Harvard University.

Die Plattengrenze im Norden Japans galt au�erdem nicht als Kandidat f�r ein Megabeben: Die abtauchende Erdkruste ist hier recht kalt, sehr dicht, mit rund 140 Millionen Jahre ziemlich alt und vor allem tr�ge. Extreme Ersch�tterungen wurden dagegen bislang mit relativ jungen und folglich hei�en, sich schnell bewegenden Plattenst�cken in Verbindung gebracht: eine Regel, die nicht mehr haltbar erscheint. Praktisch jede Subduktionszone kann also katastrophal brechen � und das jederzeit.