Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aquaplaning im Gesteinsuntergrund

03.04.2018

Wasserdruck in der Tiefe löst nach Ansicht von GFZ-Forschern schwere Erdbeben aus. Mit ihrem neuen mechanischen Modell erklären sie das schwerste Beben, das je weltweit gemessen wurde. An der Bruchzone hat es im Dezember 2016 erneut gebebt, was einen Teil der dort angewachsenen Spannung gelöst haben dürfte.

Das schwerste Erdbeben, das jemals gemessen wurde, ereignete sich an einem Herbstsonntag vor 58 Jahren bei Valdivia in Chile. Am 22. Mai 1960 um 15.11 Uhr Ortszeit bebte die Erde dort zehn Minuten lang. Messgeräte weltweit registrierten eine Momentmagnitude von 9.4 bis 9.6. Mehr als ein halbes Jahrhundert später, am 25. Dezember 2016, gab es das erste große Beben, das sich in der gleichen geologischen Bruchzone ereignete.


Die Nazca-Platte schiebt von Westen mit mehr als 6 cm pro Jahr gegen die Südamerikanische Platte. Dabei werden enorme Spannungen aufgebaut, die sich in schweren Beben entladen.

Abb.: M. Moreno et al./GFZ


Das Bild zeigt die Zone, wo die Platten verhakt ("locked") sind und wo es 1960 in geringer Tiefe ("shallow") bebte und 2016 in größerer Tiefe zu einem Beben kam.

Abb.: M. Moreno et al./GFZ

Es hatte eine Magnitude von 7.6. Ein internationales Team unter Leitung des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) hat jetzt einen Mechanismus identifiziert, der vermutlich beiden Beben zu Grunde liegt. Marcos Moreno vom GFZ berichtet darüber gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen in der Fachzeitschrift „Nature Geoscience“. Das Team nutzte für seine Arbeit nicht nur geologische Daten, sondern auch Radar-Satellitenaufnahmen, GPS-Messungen und Schwerefeld-Daten.

Der Studie zufolge lag der Bebenherd von 2016 an der unteren Grenze einer Gesteinsunebenheit, die zwei Erdkrustenplatten miteinander verhakt – ungefähr so wie bei einem Klettverschluss. Über längere Zeit betrachtet, bewegt sich die so genannte Nazca-Platte mit 68 Millimetern pro Jahr gegen die Südamerikanische Platte und taucht unter diese ab – sie wird „subduziert“.

Dieser Vorgang geschieht aber nicht gleichmäßig, sondern in Etappen: Die meiste Zeit sind die beiden Erdplatten an den jeweiligen Grenzen der Platten ineinander verhakt, während die weiter entfernten Regionen weiter „schieben“. Dadurch baut sich eine enorme Spannung auf, der sich immer wieder plötzlich in gewaltigen Erdbeben entlädt. Den Ergebnissen des Teams zufolge hatte das 1960-er Beben seinen Ursprung an der oberen Grenze der verhakten Zone. Die Bruchzone ist seitdem wieder „verheilt“.

In ihrer Arbeit stellen die Forscherinnen und Forscher ein mechanisches Modell vor, wonach sich die größte Spannung an der unteren Grenze der Unebenheiten nach und nach aufbaut. Das 2016-er Beben löste diese Spannung. Je nach Ausmaß der Unebenheit, und abhängig von den Reibungsparametern an den Grenzflächen beider Platten, prognostiziert das mechanische Modell des Teams die Zeitdauer, in der es zu erneuten Brüchen in der Tiefe oder in flacheren Zonen kommt.

Die Spanne von 56 Jahren zwischen beiden großen Beben weist nach dem Modell darauf hin, dass der Druck von Flüssigkeiten (hauptsächlich Wasser) an der Untergrenze der verhakten Zone dem des umgebenden Gesteins – dem so genannten lithostatischen Druck – nahekommt.

Dagegen ist der Wasserdruck an der oberen Grenze etwas niedriger. Steigt nun der Wasserdruck so hoch, dass er dem lithostatischen Druck gleichkommt, dann setzt ein Effekt wie Aquaplaning ein und das verhakte Gestein löst sich – mit potenziell verheerenden Folgen.

Die Forscherinnen und Forscher gehen davon aus, dass sich ihr Modell auch auf andere Subduktionszonen weltweit anwenden lässt, wo gegenwärtig Erdkrustenplatten miteinander verhakt sind.

Titel der Originalarbeit in "Nature Geoscience" von Marcos Moreno et al.:
Chilean megathrust earthquake recurrence linked to frictional contrast at depth
DOI: 10.1038/s41561-018-0089-5

Josef Zens | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Der Januskopf des südasiatischen Monsuns
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Was das Eis der West-Antarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen
14.06.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Nierentumor: Genetischer Auslöser entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Schnell, günstig, tragbar: Testgerät PIDcheck prüft Solarmodule im Feld auf PID

18.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics