Wenn eine alte und glatte seismische Verwerfung ihre gesamte Energie auf einmal freisetzt, sind die Folgen spektakulär. Das Erdbeben der Stärke 7,7, das im März 2025 in Myanmar auftrat, ist ein eindrucksvolles Beispiel und bietet Geologen eine seltene Gelegenheit, das Verhalten der gefürchtetsten Verwerfungssysteme zu untersuchen. Während die Mehrheit der Erdbeben entlang unregelmäßiger Bruchlinien auftritt, folgte dieses einer außergewöhnlich geraden und gleichmäßigen Verwerfungsspur.
Diese besondere Konfiguration ermöglichte es, die Mechanismen der Energiefreisetzung eines großen kontinentalen Bruchs zu erfassen. Für ihre Arbeit profitierten die Wissenschaftler von einer internationalen Zusammenarbeit. Wegen bewaffneter Konflikte und erheblicher Zerstörungen vor Ort war der Zugang zum Gelände unmöglich. Sie stützten sich daher auf Satellitenbeobachtungen, ein Ansatz, der sich sowohl effektiv als auch äußerst genau erwies.
Bild: United States Geological Survey Das Team setzte zwei Satellitentechniken ein, um seine Daten zu sammeln. Die erste, die Korrelation optischer Bilder, untersucht die Verschiebung von Pixeln zwischen Aufnahmen, die vor und nach dem Ereignis gemacht wurden. Die zweite, die Radarinterferometrie, ermöglicht es, mit äußerster Präzision Änderungen der Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Boden zu messen. Gemeinsam machten diese Werkzeuge die Kartierung von Verformungen über eine riesige Fläche möglich.
Die Ergebnisse enthüllten einen Bruch, der sich über fast 500 Kilometer erstreckte – eine völlig ungewöhnliche Länge –, begleitet von einer seitlichen Verschiebung des Bodens um 3 bis 4,5 Meter. Diese bemerkenswerte Kontinuität erklärt sich durch die Natur der Sagaing-Verwerfung, einer alten und sehr glatten geologischen Struktur, ähnlich der berühmten San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien.
Die Studie ermöglichte es auch, ein langjähriges Rätsel der Seismologie zu lösen. Normalerweise ist die an der Oberfläche aufgezeichnete Bewegung während eines Erdbebens wesentlich geringer als die, die in der Tiefe auftritt. Bei diesem Ereignis in Myanmar zeigten die Beobachtungen jedoch keine Abweichung: Die in der Tiefe freigesetzte Energie wurde vollständig an die Oberfläche übertragen.
Darüber hinaus verband das Erdbeben mehrere Verwerfungssegmente zu einem einzigen Bruch. Es durchquerte dabei Barrieren, von denen man annahm, dass sie sein Fortschreiten stoppen könnten. Die Analyse zeigt auch, dass Zonen, die bereits im 20. Jahrhundert Erschütterungen erfahren hatten, sich weniger bewegten, während jene, die seit dem 19. Jahrhundert ruhig waren, stärker abrutschten. Diese Regelmäßigkeit könnte genutzt werden, um Vorhersagen über künftige Bewegungen zu verfeinern.
Was ist eine 'reife' oder alte seismische Verwerfung?
In der Geologie gilt eine Verwerfung als 'reif', wenn sie über einen sehr langen Zeitraum, oft mehrere Millionen Jahre, wiederholte seismische Aktivität erfahren hat. Diese bewegte Geschichte verleiht ihr besondere physikalische Eigenschaften. Durch das ständige Gleiten polieren sich die beiden Gesteinsblöcke, aus denen sie besteht, schließlich gegenseitig.
Die Rauheiten, Erhebungen und Kurven, die bei der Bildung der Verwerfung vorhanden waren, werden allmählich abgenutzt. Die Verwerfungsebene wird dann über weite Strecken extrem glatt und geradlinig. Diese vereinfachte Geometrie hat direkte Auswirkungen darauf, wie sich seismische Energie während eines Erdbebens ausbreitet.
Bei einer jungen und unregelmäßigen Verwerfung kann die Energie eines Bruchs durch Hindernisse abgelenkt oder zerstreut werden. Sie kann auch ein komplexes Netz kleinerer Brüche um die Hauptverwerfung herum erzeugen. Bei einer alten Verwerfung ermöglicht das Fehlen von Hindernissen der Bruchwelle, sich schnell und effizient über eine sehr große Länge auszubreiten, ohne zu viel an Stärke zu verlieren.
Diese Übertragungseffizienz bedeutet, dass die in der Tiefe angesammelte Energie die Oberfläche fast ohne Abschwächung erreicht. Die Erschütterungen in der Nähe dieser Verwerfungen können daher intensiver und konzentrierter sein, als von Modellen vorhergesagt, die diese Besonderheit alter geologischer Strukturen nicht vollständig berücksichtigten.
Quelle: Nature Communications