Zum ersten Mal wurde ein seltsames Bumerang-Erdbeben registriert

Ein massives Erdbeben mitten im Atlantik im Jahr 2016 prallte wie ein geologischer Bumerang nach Osten und Westen ab.

Bumerang-Beben wurden nur selten anekdotisch gemeldet und nie zuvor wissenschaftlich erfasst. Dieses seltsam komplexe Erdbeben ereignete sich bei einem relativ einfachen, geradlinigen Fehler, der als Ozeantransformationsfehler bezeichnet wird. Dies deutet darauf hin, dass solche seltsamen, abprallenden Beben auch bei anderen geradlinigen Fehlern auftreten können, beispielsweise beim San Andreas-Fehler, der sich entlang der kalifornischen Küste schlängelt.

Komplizierte Erdbeben sind keine Seltenheit, sagte der Co-Autor der Studie, Stephen Hicks, Erdbeben-Seismologe und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Imperial College London. Das ist jedoch nicht überraschend, da die meisten Fehler kompliziert sind: Sie können sehr nahe an anderen Fehlern liegen, die alle auf seltsame Weise platzen, wenn man unter Druck schnappt. Im Gegensatz dazu sollten Ozean-Transformationsfehler einfach sein, sagte Hicks.

"Wir sehen diese Komplexität nur bei einer einzigen Struktur", sagte Hicks .

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Normalerweise stellen Ozeantransformationsfehler für den Menschen nur eine geringe Gefahr dar. Zum einen sind sie weit draußen im Meer und ihre Bewegung ist horizontal. Wenn sie also platzen, verursachen sie keine Tsunamis. Das Verständnis dieser Fehler ist jedoch wichtig, da Transformationsfehler wie der San Andreas (SA) auch an Land existieren, sagte Hicks…

"Wenn wir verstehen, wie diese Ozeantransformationsfehler funktionieren, erhalten wir möglicherweise Informationen darüber, wie komplexere Fehler wie der SA-Fehler funktionieren können", sagte Hicks.

Fehler transformieren

Ozeantransformationsfehler sitzen entlang von Ozeankämmen, die auseinander ziehen. Die Fehler entstehen, weil einige Segmente des ozeanischen Kamms schneller auseinander ziehen als andere Segmente, was zu geraden Rissen senkrecht zur Linie der neuen Kruste führt, die sich in diesen Ausbreitungszonen bildet. Auf der Topographie des Meeresbodens fallen sie auf und sehen ein bisschen aus wie die Zähne am Reißverschluss der Ausbreitungszone.

Große Erdbeben ereignen sich relativ häufig bei diesen Störungen, vielleicht alle 20 bis 50 Jahre, sagte Hicks. Er und sein Team hatten das Glück, einen mit Meeresbodenseismometern zu beobachten, der für ein anderes Forschungsprojekt eingesetzt worden war. Das Beben der Stärke 7,1 rumpelte im August 2016 entlang der Ausbreitungszone Romanche im Atlantik in der Nähe des Äquators. Die Zone ist 920 Kilometer lang und hat seit 1970 13 Erdbeben der Stärke 6,5 oder mehr erlebt.

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Die seismischen Wellen während des Bebens 2016 erzählten eine seltsame Geschichte. Ungefähr 10 Sekunden nach dem ersten Bruch im Epizentrum brach ein Teil der Verwerfung fast 40 km östlich des Epizentrums. Dann, nach weiteren 10 Sekunden, brach im Epizentrum wieder ein Fehlerfeld auf.

"Das war irgendwie komisch", sagte Hicks. "Wenn Sie dies als einen sich kontinuierlich ausbreitenden Riss betrachten, scheint er nach der Initiation nach Osten und dann nach Westen zurückgegangen zu sein."

Bumerangbeben

Es gibt verschiedene Gründe, warum ein Bumerangbeben hätte passieren können, berichteten Hicks und seine Kollegen am 10. August in der Zeitschrift Nature Geoscience. Es ist möglich, dass der erste Bruch nach Osten tief in der Kruste stattfand, wodurch Energie aufgebaut und der Wiederaufbruch in geringerer Tiefe nach Westen zurückgedrängt wurde.

Alternativ kann die Energie des Bebens sozusagen vom Ende des Fehlers abgeprallt sein. Der östliche Bruch trat am anderen Ende des Fehlers auf, so dass möglicherweise ein Teil der Energie aus dem Bruch durch den Fehler zurückfloss.

"Vielleicht hatte es noch diese aufgestaute Energie, konnte aber nicht weiter nach Osten", sagte Hicks.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Ozeantransformationsfehler unordentlicher sind, als sie erscheinen. Fehler, insbesondere alte Fehler, die sich stark bewegt haben, sind fast nie einzelne Risse in der Kruste, sagte Hicks. Sie sind eher wie eine weite, matschige Zone. Der Transformationsfehler, der während des Bebens 2016 aufgetreten ist, sieht auf der Meeresoberfläche ziemlich weit aus, sagte Hicks. Wenn es bis in die Kruste ähnlich breit ist, deuten Computermodelle von Erdbeben darauf hin, dass ein Bumerangbeben möglich ist. Das liegt daran, dass eine breite Fehlerzone viele parallele Schwächungszonen aufweist, die Bewegungen ineinander auslösen können, sagte Hicks.

Niemand hat jemals zuvor ein Erdbeben vom Typ Bumerang in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben, sagte Hicks, obwohl es einen Einzelbericht über jemanden gibt, der einen Oberflächenriss beobachtet, der 2010 in die entgegengesetzte Richtung zu den aufgezeichneten seismischen Wellen in Baja California, Mexiko, geht. Die Bewegung von Sekunde zu Sekunde bei einem Erdbeben sei oft kompliziert, aber das Verständnis, dass Bewegung allmählich zu einem Verständnis darüber führen könne, wie und warum Erdbeben beginnen.

"Wir können Erdbeben nicht vorhersagen, weil wir nicht genau wissen, was bei Erdbeben entlang eines Fehlers passiert", sagte Hicks. "Jedes Erdbeben, das wir analysieren, überrascht uns in gewisser Weise."