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Kalifornien USA

San Andreas-Verwerfung

oberes Bild: Blick in Richtung Westen. Der Pazifik liegt unter einer Nebeldecke untere Karte: Blick in Richtung Osten Die San-Andreas-Verwerfung befindet sich am Westrand des nordamerikanischen Kontinents im US- Bundesstaat Kalifornien. San Francisco selbst liegt am westlichen Rand der nordamerikanischen Platte, einem grossen zusammenhängenden Bereich der Erdkruste.

Die San-Andreas-Verwerfung ist Teil eines komplexen Systems von Störungen, welche die pazifische Platte von der nordamerikanischen Platte trennen. Die daran angrenzende pazifische Platte verschiebt sich relativ zur nordamerikanischen Platte um etwa 5 cm pro Jahr nach Norden. Wird diese Bewegung blockiert, baut sich eine mechanische Spannung auf. Die gespeicherte Energie kann sich dann unter Umständen plötzlich in einem Erdbeben entladen, bei dem sich die Platten um mehrere Meter gegeneinander verschieben können (siehe: Kontinentalverschiebungstheorie).

Die bedeutendste Trennungslinie zwischen den beiden Platten trägt in Kalifornien den Namen San Andreas Fault. Mit einer Länge von 2000 km zieht sie von Mexiko durch den südlichen Teil Kaliforniens bis über San Francisco hinaus nach Norden.

Subduktionszonen

Bei Erdbeben kommt es zu merklichen Verschiebungen der Platten gegeneinander. Bei dem Erdbeben von 1906, das eine Stärke von 7.7 auf der Richter-Skala hatte, verschob sich die pazifische Platte im Bereich des San Andreas Lake um 3 Meter nach Nordwesten. Das stärkste Erdbeben der neueren Zeit war das Loma Prieta Erdbeben am 17. Oktober 1989 mit dem Epizentrum unter dem Berg Loma Prieta. Es hatte die Stärke 7.1 auf der Richter-Skala.

Das San Andreas Störungssystem besteht hauptsächlich aus der San Andreas-Störung und einigen weiteren Haupt- und Nebenverwerfungen (siehe Karte). Neben den relativ zur San-Andreas-Verwerfung gleichgerichteten Hauptverwerfungen treten bei Los Angeles auch östliche Querstrecken auf.

Erdbeben: Wasser als Schmiermittel

Geophysiker aus Potsdam haben einen Wirkungsmechanismus nachgewiesen, der die ungleichmässige Verteilung von starken Erdbeben in der San Andreas-Verwerfung erklären kann. Wie das Wissenschaftsmagazin "Nature" in seiner neuesten Ausgabe berichtet, untersuchten sie dazu die elektrische Leitfähigkeit des Gesteins bis in grosse Tiefen, die eng mit dem Wassergehalt der Gesteine verbunden ist. Aus dem Muster von Leitfähigkeit und seismischer Aktivität liess sich folgern, dass Gesteinswässer wie ein Schmiermittel wirken.

Jährlich wandert Los Angeles rund sechs Zentimeter auf San Francisco zu, weil die Pazifische Platte, auf der Los Angeles sitzt, sich nach Norden bewegt, parallel zur Nordamerikanischen Platte mit San Francisco. Das jedoch ist nur der Mittelwert. In einigen Bereichen der Verwerfung ist diese Bewegung fast stetig, während sich andere Bereiche verhaken, um sich dann mit starken Erdbeben ruckartig um mehrere Meter gegeneinander zu verschieben. Beim San Francisco-Erdbeben von 1906 wurde dieser schlagartige Versatz auf sechs Meter berechnet.

Die San Andreas-Verwerfung wirkt als Nahtstelle der Erde durch die gesamte Erdkruste bis in den Erdmantel hinein. Den Geophysikern vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ ist es gelungen, diese Grenzfläche bis in grosse Tiefen abzubilden und einen Zusammenhang zwischen Vorgängen in der Tiefe und den Prozessen an der Erdoberfläche herzustellen. "Im Abbild der elektrischen Leitfähigkeit wird deutlich, dass Gesteinswässer aus Tiefen des oberen Erdmantels, das heisst zwischen 20 und 40 Kilometern bis in oberflächennahe Bereiche des kriechenden Teils der Verwerfung eindringen können, während diese Wässer in den anderen Bereichen von einer undurchlässigen Deckschicht am Aufstieg gehindert werden", sagt dazu Dr. Oliver Ritter vom GFZ. "Wo Fluide aufsteigen können, wird ein Gleiten der Platten begünstigt."

Diese Ergebnisse legen nahe, dass es auch in der Tiefe grosse Unterschiede in den mechanischen und stofflichen Eigenschaften entlang der Störung gibt. So scheinen die sogenannten Tremor-Signale an Bereiche unterhalb der San Andreas Verwerfung gekoppelt zu sein, in denen die Fluide eingeschlossen sind. Mit Tremor werden niederfrequente Erschütterungen bezeichnet, die nicht mit Bruchvorgängen einhergehen, wie sie für normale Erdbeben typisch sind. Die Beobachtungen stützen die Annahme, dass Fluide bei der Entstehung von Erdbeben eine wichtige Rolle spielen.

Weitere Informationen

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