Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Tomographie eines Kontinents

Tomographie eines Kontinents

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.03.2012 18:50

Ein fast zehn Jahre andauerndes und viele Dutzend Millionen Euro teures Großexperiment nähert sich seinem Ende. Die Tomographie des US-Kernlandes ist nahezu abgeschlossen, die ersten Stationen des wandernden Seismometer-Netzwerkes USArray haben in Florida und Georgia den Atlantischen Ozean erreicht. Der Rest der Atlantikküste bis zum Golf von Maine soll 2013 erschlossen werden. Gestartet war das Projekt 2004 an der gegenüberliegenden Küste Nordamerikas.

Station 457a des USArray in Yulee, Florida (Bild: NSF/Iris)Indiantown ist eine Agrarkommune in den zu Ackerland umgewandelten Sümpfe Südfloridas, knapp 150 Kilometer nördlich von Miami. Das Städtchen mit rund 5500 Einwohnern liegt in der Mitte zwischen der Atlantikküste und dem Okeechobee-See, dem größten Süßwassersee des Sonnenschein-Staates und beherbergt seit dem 15. März die östlichste Station des "Earthscope Transportable Array". Das Netzwerk mit 400 Seismometerstationen ist seit 2004 von der Pazifikküste ostwärts durch die 48 Staaten des US-amerikanischen Kernlandes gewandert und hat für diesen Teil des nordamerikanischen Kontinents Daten für eine detaillierte Tomographie erhoben. 

Installierungsplan des USArray (Bild: NSF/Iris)Die Stationen werden in einem regelmäßigen Raster von 70 x 70 Kilometer Maschenweite aufgestellt und messen zwei Jahre am jeweiligen Ort, bevor sie an einen anderen Platz weiter östlich wandern. "Es ist unsere Art des Hubble Teleskops“, erklärt Matthew Fouch, Geophysiker an der Arizona State University in Tempe. Bis hinab zur Kern-Mantel-Grenze können die Wissenschaftler den Untergrund der kontinentalen USA erkennen. "Mit den Daten können Geowissenschaftler dreidimensionale Bilder vom Aufbau der Erde in bislang nicht gekannter Detailtreue erstellen", meint Greg Anderson von der US-Wissenschaftsstiftung NSF, die das Vorhaben finanziert. 

Das Vorhaben baut auf den permanenten Überwachungsstationen auf, die die seismisch aktiven Zonen Nordamerikas beobachten. Sie existieren vor allem entlang der Subduktionszonen der Westküste von der Baja California bis British Columbia und in den Gebieten der zurzeit schlafenden Vulkane Yellowstone und Long Valley. "Im östlichen Teil der USA sind sie dagegen wesentlich weniger verbreitet", erklärt USArray-Direktor Bob Woodward. Der Grund liegt im höheren seismischen Risiko der Westküste - denn die dortigen Seismometer dienen vor allem der Erdbebenmessung, die genauen Einblicke in den Erdaufbau fallen eher als Nebenprodukt ab. Das transportable Netzwerk USArray liefert nun die Tomographiedaten für die zwei Drittel des Landes, wenn auch ohne Dauerbeobachtung. 

Blick in den Kanister einer USArray-Station (Bild: NSF/Iris).In Indiantown steht die Station 060A, wie alle anderen Stationen auch ein Breitband-Seismometer, das knapp zwei Meter tief im sumpfigen Boden vergraben und nur durch das Solar-Panel erkennbar ist, das ihn mit Strom versorgt. Mit 060A und ihren Schwesterstationen 457A in Yulee an der Grenze zu Georgia und 257A im Delta des Savannah River in Georgia hat das wandernde Seismometer-Netz die Atlantikküste erreicht. Die Auflösung, das zeigen die Ergebnisse aus den bisherigen Messungen, ist hervorragend. 

Tomographie des Erdmantels unter den westlichen Staaten der USA (Bild: NSF/Richard Allen, UC Berkeley).Unter den Rocky Mountains und der Prärie östlich des Gebirges konnten mit USArray-Hilfe die Reste der Farallon-Platte geortet werden. Das ist eine ozeanische Krustenplatte, deren Bruchstücke sich vom Pazifik kommend sage und schreibe 1500 Kilometer unter den nordamerikanischen Kontinent geschoben haben und seitdem immer tiefer in den Erdmantel absinken. Diese Megakollision sorgt noch heute dafür, dass etwa Denver auf fast 2000 Meter Höhe liegt. Die Farallon-Platte war lange Zeit eine Art Mythos der US-Geophysiker, doch mit den hochauflösenden Daten des USArray wurde aus dem Mythos Realität. Von den jüngeren Daten, die entlang und östlich des Mississippi erhoben werden, erhoffen sich die Geophysiker Aufschlüsse über das seismische Risiko im Osten der USA. Das ist keineswegs so gering, wie die nur etwa 400 Jahre zurückreichende Überlieferung der europäischen Einwanderer suggeriert. Die Beben von New Madrid in den Jahren 1811 und 1812 und das Beben, das 2011 Virginia traf, zeugen davon. 

Verweise
Bild(er)