Nach diesen Erdbeben kann man die Uhr stellen – Forscher lösen 30 Jahre altes Rätsel unter dem Meer
Am Meeresboden folgen starke Erdbeben einem erstaunlichen Rhythmus. Eine neue Studie erklärt nun warum.
Unter dem Meer stoppen natürliche Barrieren manche Erdbeben offenbar immer wieder an denselben Stellen. © Unsplash
Erdbeben unter dem Meer entstehen oft weit entfernt von Städten – ihre Folgen können trotzdem ganze Küsten treffen. Wenn sich am Meeresboden große Verwerfungen lösen, drohen starke Erschütterungen und im schlimmsten Fall Tsunamis. Im Pazifik treten manche starken Beben seit Jahrzehnten fast wie nach Fahrplan auf. Etwa alle fünf bis sechs Jahre erschüttert ein Erdbeben der Stärke 6 fast dieselben Stellen.
Erstaunlich ist, dass diese Beben nicht größer werden, obwohl die geologischen Bedingungen das eigentlich zulassen würden. Dieses Rätsel beschäftigte Forscher fast 30 Jahre lang. Nun liefert eine Studie im Fachjournal Science eine Antwort. Ein Team um Seismologin Jianhua Gong von der Indiana University Bloomington entdeckte natürliche „Bremszonen“ in der Verwerfung, die große Brüche immer wieder stoppen.
Im Meer wiederholen sich Erdbeben fast nach Plan
Untersucht wurde die sogenannte Gofar-Verwerfung im östlichen Pazifik, rund 1600 Kilometer vor Ecuador. Dort gleiten die Pazifische Platte und die Nazca-Platte seitlich aneinander vorbei. Pro Jahr verschieben sie sich um etwa 14 Zentimeter – ungefähr so schnell, wie Fingernägel wachsen.
Die Gofar-Störung gehört zu den sogenannten Transformstörungen. Solche Grenzen gibt es an vielen Stellen auf dem Meeresboden. Doch Gofar ist besonders: Fünf Bereiche entlang der Verwerfung brechen fast regelmäßig alle fünf bis sechs Jahre mit einem Erdbeben der Stärke 6 auf – fast immer an denselben Stellen und in ähnlicher Stärke.
Diese Regelmäßigkeit ist in der Erdbebenforschung äußerst ungewöhnlich, weshalb Gofar seit Jahren als eines der spannendsten Beispiele für sogenannte „Uhrwerk-Erdbeben“ galt.
Kleine Bruchzonen stoppen große Beben
Die Forscher werteten Daten aus zwei großen Messkampagnen aus. Sensoren auf dem Meeresboden zeichneten 2008 und 2020 die Aktivität rund um zwei starke Beben auf. Die beiden Ereignisse lagen rund 100 Kilometer auseinander und zeigten fast identische Muster.
Zwischen den eigentlichen Bruchbereichen liegen Abschnitte, die Wissenschaftler „Barrieren“ nennen. Lange galten sie als eher ruhige Zonen. Die neuen Daten zeigen jedoch etwas anderes. Vor einem starken Beben werden diese Bereiche plötzlich sehr aktiv. Tausende kleine Erschütterungen laufen durch das Gestein. Direkt nach dem Hauptbeben fällt diese Aktivität fast vollständig ab.
2008 registrierten die Forscher sogar Zehntausende Mikroerdbeben innerhalb einer Woche vor dem Hauptbeben. Zusätzlich traten drei weitere Erschütterungen zwischen Stärke 3,5 und 4,5 auf. Auch 2020 zeigte sich dieselbe Abfolge.
„Wir wussten seit Langem, dass diese Barrieren existieren. Aber die Frage war immer: Woraus bestehen sie, und warum stoppen sie Erdbeben so zuverlässig – Zyklus für Zyklus?“, sagt Gong, Hauptautorin der Studie und Professorin für Erd- und Atmosphärenwissenschaften an der Indiana University Bloomington.
Meerwasser wirkt tief unten wie eine natürliche Bremse
Die Antwort liegt offenbar in der Struktur der Verwerfung selbst. Diese Barrieren sind keine glatten Bruchflächen. Stattdessen teilt sich die Störung dort in mehrere kleinere Stränge auf. Seitliche Versätze von nur 100 bis 400 Metern erzeugen kleine Lücken und Spannungen im Gestein.
Hinzu kommt Meerwasser. Es dringt tief in diese beschädigten Bereiche ein und füllt winzige Poren im Gestein. Trifft nun ein starkes Erdbeben auf diese Zone, verändert sich der Druck plötzlich. Das Gestein versteift sich kurzfristig. Die Bruchbewegung verliert Kraft und stoppt. Fachleute nennen diesen Prozess Dilatanzverfestigung. Einfach erklärt läuft es so ab:
- Das Erdbeben bewegt sich entlang einer Bruchlinie
- Es erreicht eine wasserreiche, poröse Schwachstelle
- Der Druck im Gestein verändert sich abrupt
- Die Zone blockiert den weiteren Bruch wie eine Notbremse
Die Barrieren selbst sind nur acht bis zehn Kilometer lang. Trotzdem stoppten sie in den vergangenen drei Jahrzehnten etwa 15 Erdbeben der Stärke 6.
Neue Daten erklären ungewöhnlich kleine Erdbeben im Ozean
Die Erkenntnis ist auch für andere Regionen wichtig. Weltweit laufen an solchen ozeanischen Transformstörungen bis zu 85 Prozent der Plattenbewegung ohne große Erdbeben ab. Lange war unklar, warum das so ist.
Die Gofar-Verwerfung liefert nun einen wichtigen Hinweis: Solche Barrieren verhindern offenbar, dass sich ein Bruch über viel größere Strecken ausbreitet. Dadurch bleiben die Beben kleiner, obwohl theoretisch stärkere Erschütterungen möglich wären.
Auf kontinentalen Verwerfungen müssten solche Unterbrechungen oft mehr als zwei bis drei Kilometer breit sein, um starke Beben zuverlässig zu stoppen. Unter dem Meer reichen deutlich kleinere Strukturen. Gong erklärt dazu: „Diese Barrieren sind keine passiven Landschaftsmerkmale. Sie sind aktive, dynamische Teile des Verwerfungssystems.“
Was das für Küstenregionen bedeuten könnte
Die Gofar-Störung selbst liegt weit entfernt von dicht besiedelten Küsten. Ihre Beben stellen deshalb kaum eine direkte Gefahr für Menschen dar. Doch ähnliche Strukturen gibt es weltweit auf dem Meeresboden. Große Unterwasserbeben können Küsten bedrohen und Tsunamis auslösen. Wenn Forscher besser verstehen, wo solche natürlichen Bremsen liegen und wie sie funktionieren, lassen sich Risiken genauer einschätzen.
Kurz zusammengefasst:
- An der Gofar-Verwerfung im Pazifik treten starke Erdbeben der Stärke 6 seit Jahrzehnten fast regelmäßig alle fünf bis sechs Jahre an denselben Stellen auf.
- Kleine „Barrieren“ in der Verwerfung, gefüllt mit Meerwasser und porösem Gestein, wirken wie natürliche Bremsen und stoppen die Ausbreitung großer Brüche.
- Diese Erkenntnis hilft zu verstehen, warum viele Unterwasserbeben kleiner bleiben und wie sich Risiken für Küstenregionen und Tsunamis künftig besser einschätzen lassen.
Übrigens: Während Forscher im Meer natürliche Bremsen für Erdbeben entdecken, zeigen neue Klimadaten dort ein anderes Problem – die Ozeane werden fast wieder so warm wie im Rekordjahr 2024. Gleichzeitig spaltete sich Europa im April 2026 zwischen früher Hitze im Westen und Kaltluft im Osten deutlich auf. Mehr dazu in unserem Artikel.
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