Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Anatomie eines Bebens

Anatomie eines Bebens

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.04.2011 09:23

Die Nachwirkungen des Tohoku-Bebens halten an. Nicht nur verzeichnet Japan zurzeit ungewöhnlich zahlreiche und ungewöhnlich starke Beben, auch die Seismologen erholen sich nur langsam von der Überraschung, die dieses viertstärkste Beben seit Beginn der Statistik unter Fachleuten ausgelöst hat.

Verwüstung in Ofunato"Für uns ist es ein sehr interessantes Erdbeben gewesen, weil die meisten Seismologen mit so einer hohen Magnitude an dieser speziellen Plattengrenze im Vorfeld nicht gerechnet hatten", erklärt Heidrun Kopp, Professorin für marine Seismologie am Kieler IFM-Geomar. Den Seismologen ist drastisch vor Augen geführt worden, wie wenig sie wissen und wie unzuverlässig die historischen Informationen sein können, auf die man die Risikoabschätzungen an vielen erdbebenträchtigen Störungszonen der Erde gründet. Ross Stein vom US-amerikanischen Geologischen Dienst USGS: "Das ist so ein Augenblick, wo wir bemerken, dass unsere Annahmen nicht nur völlig falsch waren, sondern dass wir es auch hätten besser machen können."

Die Jahrestagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union in Wien war das erste große Treffen der Geowissenschaftler nach dem Tohoku-Beben, vermutlich war deshalb eine große Abordnung des Tokioter Erdbebenforschungsinstituts ERI angereist, um den Kollegen die frischesten Informationen über das Ereignis vom 11. März zu präsentieren. "Wenn man sich die geologische Struktur des Erdbebengebiets anschaut, breitete sich der Riss vom Hypozentrum aus in beide Richtungen aus", fasste Hiroshi Sato, Professor am Forschungszentrum für Erdbebenvorhersage zusammen, "nach Süden hin lief er einen tektonischen Tripelpunkt zu, wo die pazifische Platte, die eurasische und die philippinische Platte aufeinandertreffen. Über diesen Punkt hinaus konnte sich der Riss in der Erdkruste nicht weiter nach Süden ausbreiten."

Die beiden Krustenplatten hätten sich am Hypozentrum in rund 32 Kilometer Tiefe um mehr als 20 Meter gegeneinander verschoben, ergänzte sein Kollege Teruyuki Kato, Professor am Erdbeben- und Vulkaninformationszentrum. "Manche Kollegen gehen sogar von über 30 Meter aus", so Kato. Der Boden am Epizentrum 250 Kilometer vor der Küste Japans habe sich um fünf Meter gehoben, erklärt der Seismologe. "An der Küste ist das Land dagegen um mehr als einen Meter abgesunken." Insgesamt sei es das stärkste Beben in Japan seit Beginn der Aufzeichnungen, und diese reichen immerhin mehr als 1500 Jahre zurück. Sie sind das längste Archiv, auf das die Erdbebenforscher international zurückgreifen können.

Wakuya, Tsunami v. 11.03.11Entsprechend gewaltig war der Tsunami. Katos Institut hat keine 200 Kilometer nördlich des Epizentrums zwei Drucksensoren am Meeresboden installiert, die um 15.00 und um 15.05, also eine Viertelstunde beziehungsweise 20 Minuten nach dem Beben, jeweils eine mehr als sechs Meter hohe Welle registrierten. Dies war 50 beziehungsweise 30 Kilometer vor der Küste auf offener See. An der zerklüfteten Ostküste Nordhonshus mit ihren vielen fjordähnlichen Buchten vervielfachte sich die Wellenhöhe unweigerlich. Das bisher gemessene Maximum wurde mit 38 Metern Wellenhöhe aus der Stadt Miyako in der nördlichen Präfektur Iwate gemeldet.

Damit wurde beinahe der Rekord von 1896 erreicht. Damals erzeugte das Sanriku-Beben Wellen von bis zu 38,2 Metern Höhe. Das Beben erreichte nur mäßige 7,2 auf der Magnitudenskala, doch der anschließende Tsunami war einer der verheerendsten in der japanischen Geschichte und kostete mindestens 22.000 Menschen das Leben. 1933 traf ein weiterer starker Tsunami die Ostküste Nordhonshus, auch er ausgelöst von einem eher durchschnittlichen Beben der Magnitude 8,4. Absolut vergleichbar mit dem Tohoku-Beben sowohl in Bezug auf Magnitude als auch Tsunamihöhe war dagegen ein Ereignis, dessen Spuren ERI-Forscher in der der langgestreckten und flachen Küstenebene von Sendai fanden. "Er stammt vom sogenannten Jogan-Beben aus dem Jahr 869", erklärt Teruyuki Kato. Nach Katos Einschätzung könnte das Tohoku-Beben eine Wiederholung dieses Jogan-Bebens sein.

Tektonik vor HonshuEine Wiederhol-Periode von rund 1000 Jahren würde zumindest erklären, warum niemand mit einem solchen Beben rechnete. Tsunamis wie der vom 11. März sind dagegen nicht ganz so selten. Warum die Riesenwelle daher neben dem Kernkraftwerk Fukushima anscheinend auch die Mehrzahl der sogenannten Seemauern bezwang, wird Gegenstand der in Japan beginnenden großen Diskussion über die bisherigen Risikoabschätzungen sein. Der amerikanische Seismologe Robert J. Geller, der an der Universität von Tokio lehrt, hat in der aktuellen "Nature" eine volle Breitseite gegen die regierungsamtliche Seismologie Japans abgefeuert. Es habe Warnungen vor derart starken Beben und auch Tsunamis gegeben, doch die seien ignoriert worden. "Das Beben hat sicherlich viele Leute hier aufgeweckt", gesteht Professoren-Kollege Teruyuki Kato zu, "aber ich denke, es ist noch etwas früh, um über die Konsequenzen zu reden."

Parallel haben Seismologen rund um die Welt ihre Großrechner angeworfen, um die Konsequenzen des Tohoku-Bebens für die komplexe Tektonik Japans abzuschätzen. Nach ersten Schnelldurchläufen ergibt sich inzwischen ein detaillierteres Bild. "Ich bin wesentlich besorgter um das Risiko von Tokio als vielleicht andere", erklärt Ross Stein, einer der führenden Seismologen auf dem Gebiet der Abschätzung von Spannungsänderungen. Stein und seine Kollegen gehen von der Vorstellung aus, dass jedes Beben in den angrenzenden Störungen zu einer Veränderung der Spannung führt. Manche verlieren, andere gewinnen an Spannung, und je mehr davon eine Störung hat, desto größer ist die Bebenwahrscheinlichkeit.

Stein hat mehrere tektonische Modelle mit den Erdbebendaten aus Japan gefüttert und verglichen, wie gut sie die aufgezeichneten Beben nachvollziehen konnten. Das beste Modell zeigt für das Sagami-Segment, das vom Pazifik kommend in die Bucht von Tokio hinein verläuft, eine Entspannung auf dem Stück an, das der Hauptstadt am nächsten liegt. Damit liegt das Modell im strikten Widerspruch zu bisherigen Aussagen Steins und anderer Seismologen, denen zufolge sich das Risiko vor Tokio sogar leicht erhöht habe. "Wir haben eben ein besseres Modell verwendet als unmittelbar nach dem Beben", erklärt der US-Seismologe. Dennoch warnt er vor allzu optimistischen Interpretationen. Denn das neue Bild sei nur detaillierter, kaum besser als das alte.

Tokio bei NachtDas westliche Stück des Sagami-Segments war ohnehin das mit der geringsten Energieladung, denn es war zuletzt 1923 im Kanto-Beben gerissen, das die Stadt komplett verwüstete. Weiter seewärts staut sich dagegen schon seit wesentlich längerer Zeit die Energie auf, und das hat sich mit dem Tohoku-Beben noch verstärkt. "Das gesamte Segment ist zuletzt 1703 im Genroku-Beben gerissen", so Stein, "seitdem hat sich beträchtliche Spannung aufgebaut." Die Philippinische Ozeankrustenplatte und die Nordamerikanischen Kontinentalplatte, die im Sagami-Segment aneinanderstoßen, haben sich seither um rund zehn Meter gegeneinander bewegt. Stein hält es für möglich, dass sich diese Spannung in einem gewaltigen Beben entlädt, das auch den ruhigeren Teil vor Tokio erfassen könnte. Zusätzlich habe sich auch am Kanto-Fragment, einem abgerissenen Stück der Pazifischen Krustenplatte, das genau unterhalb von Tokio liegt, die Spannung erhöht. "Das ist ein weiteres bedrohliches Szenario für Tokio", so Stein.

Plattentektonik im PazifikSpeziell mit seiner Ansicht von der Bedeutung des Kanto-Fragments erntet Stein durchaus Kritik von seinen Fachkollegen, doch in seiner grundsätzlichen Einschätzung der Lage nach dem Tohoku-Beben dürfte ihm niemand widersprechen. "Tokio steht vor einer langen Periode der Wachsamkeit, weil wir uns hier am Südrand einer gewaltigen Nachbebenzone befinden, die noch für fünf oder sogar zehn Jahre aktiv sein wird." Dabei werden sich die Nachbeben nicht nur entlang des Japan-Grabens ereignen, sondern tief im Landesinneren oder sogar auf anderen, vom Japan-Graben unabhängigen Störungen. "Wenn sich Tohoku ähnlich benimmt wie das Genroku-Beben 1703 oder das vor Sumatra von 2004 werden wir weitere sehr starke Beben zu erwarten haben", so Stein, "die Sache ist keineswegs ausgestanden."

Verweise
Bild(er)