Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Erdbeben im Erdmantel – die früher als „unmöglich“ oder äußerst selten galten – tatsächlich auf der ganzen Welt weit verbreitet sind. Eine neue Studie, die am 5. Februar in Science veröffentlicht wurde, beschreibt detailliert, wie diese tiefen Erschütterungen entstehen und wo sie am häufigsten vorkommen, was lang gehegte Annahmen über das Innenleben des Planeten in Frage stellt.
Das Geheimnis der Mantelerdbeben
Geowissenschaftler glaubten jahrzehntelang, dass Erdbeben auf die spröde Erdkruste beschränkt seien. Es wurde angenommen, dass sich der Mantel, eine halbgeschmolzene Schicht unter der Kruste, langsam verformt, anstatt zu reißen. Allerdings begannen sich Hinweise auf Beben zu häufen, die ihren Ursprung mehr als 22 Meilen (35 Kilometer) unter der Oberfläche hatten – unterhalb der Mohorovičić-Diskontinuität (Moho), der Grenze zwischen Kruste und Mantel. Es war schwierig, diese Ereignisse genau zu bestimmen, da sie normalerweise zu tief sind, um gefühlt zu werden, und die Tiefe des Moho variiert.
Eine neue Methode zur Erkennung
Forscher der Stanford University unter der Leitung von Simon Klemperer und dem Doktoranden Shiqi Wang haben eine neuartige Methode zur Identifizierung von Mantelbeben entwickelt. Sie analysierten Scherwellen, die entweder in der Kruste oder im Mantel eingeschlossen werden, und nutzten diese Muster, um zu bestimmen, ob ein Erdbeben oberhalb oder unterhalb des Moho entstand. Dieser Ansatz ermöglicht eine genauere Kartierung, ohne dass genaue Kenntnisse der Krustendicke an jedem Standort erforderlich sind.
Globale Verbreitung tiefer Erschütterungen
Die Studie schloss Subduktionszonen aus – Gebiete, in denen tektonische Platten kollidieren und eine unter eine andere gleitet, die für schwere Erdbeben bekannt sind –, um sich auf kontinentale Mantelbeben zu konzentrieren. Die Ergebnisse zeigten eine weit verbreitete Aktivität:
– Ein dichtes Band, das sich von den Alpen bis zum Himalaya erstreckt und wahrscheinlich mit heftigen Bergkollisionen zusammenhängt.
– Ein Cluster in Ostafrika, wo die kontinentale Kruste auseinanderbricht (Rifting).
– Zusätzliche Erdbeben im Westen der Vereinigten Staaten und in der Baffin Bay, Kanada.
Einige Orte, wie das Beringmeer, waren unerwartet, was darauf hindeutet, dass Mantelbeben häufiger auftreten könnten als bisher angenommen. Die nicht an der Studie beteiligte Geologin Vera Schulte-Pelkum betonte die Bedeutung interaktiver Kartierungstools für die weitere Analyse.
Warum das wichtig ist
Die Entdeckung ausgedehnter Erdmantelbeben hat weitreichende Auswirkungen. Es erzwingt eine Neubewertung des Verhaltens des Erdmantels unter Stress und der Energiefreisetzung im Erdinneren. Das Verständnis dieser tiefen Erschütterungen könnte die Modelle der Plattentektonik, der Mantelkonvektion und sogar der Erdbebengefährdungsbeurteilung verfeinern.
„Wir glauben, dass dies ein klarer Beweis dafür ist, dass es unterhalb des Moho in sehr vielen Regionen der Welt Erdbeben gibt“, erklärte Klemperer und deutete an, dass dieses Phänomen „allgegenwärtig“ sein könnte.
Die neue Nachweismethode verspricht, detailliertere Untersuchungen einzelner Mantelbeben zu ermöglichen und möglicherweise die zugrunde liegenden Mechanismen aufzudecken, die sie auslösen. Dieser Durchbruch stellt ein entscheidendes Werkzeug für Geowissenschaftler dar, die die tief im Inneren unseres Planeten verborgenen Geheimnisse aufdecken wollen.
