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Regen kann Erdbeben auslösen
Heftige Niederschläge helfen bestimmten Gesteinen, sich in leichtem Zittern zu entspannen. Grund ist der steigende Wasserdruck in den Gesteinsporen. Diese These könnte jetzt belegt worden sein.
Rolf Höneisen
Die Vermutung ist alt und unter Erdwissenschaftlern schon länger in der Diskussion: Regenfälle können Erdbeben auslösen. Eine Bestätigung dafür fehlt. Nun wollen deutsche Forscher diesen Zusammenhang nachgewiesen haben.
Bei der Beobachtung der seismischen Aktivität unter dem 1775 Meter hohen Hochstaufen in den bayrischen Alpen wurde festgestellt, dass hier die Erde bis zu 40-mal täglich leicht bebt, allerdings nur dann, wenn es besonders stark geregnet hat. In Trockenperioden ist die Bewegungshäufigkeit viel tiefer. Sie liegt bei ein bis zwei pro Tag.
Die Forscher vermuten als Grund den steigenden Wasserdruck in den Gesteinsporen. Einsickerndes Wasser sei für die Erschütterungen nach Regenfällen verantwortlich. Mit ihren Messergebnissen wollen sie nun eine schon lange gehegte Vermutung belegen.Sie berechneten die Veränderung des Wasserdrucks in den Gesteinsporen nach Regenfällen und zogen den Vergleich mit der Erdbebenhäufigkeit. Dabei hätten ihre Prognosen über Anzahl und Schwere der täglichen Beben mit den tatsächlich beobachteten gut übereingestimmt.
Während die bis zu tausend jährlichen Erschütterungen am Hochstaufen ungefährlich sind, kann die Situation in anderen Fällen durchaus eskalieren. Wenn über Jahrzehnte kein Regen fällt und kein Wasser mehr in den Boden gelangt, dann könne in der Erdkruste so viel Spannung aufgebaut werden, dass diese nach einem heftigen Regenguss mit einem mal abgebaut werde, sagte Joachim Wassermann (Geophysikalisches Observatorium
Universität München) gegenüber «Spiegel online». Dann komme es zu Erdbeben.
Für den vermuteten Zusammenhang zwischen steigendem Wasserdruck in den Gesteinsporen und Erdbeben wurde bislang nicht mit Regenfällen gerechnet. Vielmehr ging man davon aus, dass es immens grössere Wassermassen sein müssten, um Beben auszulösen.
Nach anderen Theorien ist es das Wassergewicht und nicht der Wasserdruck im Gestein, das eine zentrale Rolle beim Auslösen von Erdbeben spiele, so etwa bei schmelzenden Gletschern.
Auf jeden Fall gehen Geowissenschaftler zunehmend davon aus, dass der Druck des einsickernden Wassers jenen Druck verringert, der zwei aufeinanderliegende Gesteinspakete zusammenhält. In der Folge könnten diese Gesteinspakete aneinander vorbeigleiten. Das würde der Seismograph als Erdbeben registrieren.
Diese These steht auch im Zusammenhang mit den ungelösten Fragen im Zusammenhang mit der Glarner Hauptüberschiebung (vgl. FACTUM 7/2006, Seite 30 ff.). Bei der Glarner Hauptüberschiebung wurden mehr als 250 Mio. Jahre (nach herkömmlicher Datierung) alte Verrucano-Gesteine auf 35 bis 50 Mio. Jahre «junge» Flyschgesteine geschoben. Folgt man diesen Altersangaben, dann liegen hier auf einer Länge von 35 Kilometern alte Gesteine auf fast 200 Millionen Jahre jüngeren.
Nach Berechnungen hätte ein derart grosses Gesteinspaket beim Transport in viele kleine Schollen zerbrechen müssen. Das war aber nicht so. Der Gesteinskoloss blieb zusammen. Daraus ergibt sich, dass eine Art Schmiermittel die Reibungskräfte an der Überschiebungsfläche so stark reduzierte, dass ein Gleiten möglich wurde.
Die Überschiebungszone besteht aus dem stark verformten Lochsite-Kalk, durch den eine messerscharfe, fast horizontale Linie verläuft. Wo kam dieser Kalk her? Warum verformte er sich bis hin zum «Gleitmittel»? Wie schnell verlief die Überschiebung? «Was gab den Impuls, dass sich diese gigantische alte Gesteinsmasse in Bewegung setzte und die jüngere überschieben konnte?» Diese vom Geologen Martin Ernst (Kirchzarten) gestellte Frage ist bislang offen.
Ein neues Modell schlägt vor, dass die Bewegung durch Wasser gefördert worden sei. Wasser verringert unter hohem Druck für kurze Zeit die Reibung der Überschiebungsfläche. Der Lochsite-Kalk könnte allerdings – so der neueste Erklärungsversuch – auch erst während der Überschiebung aus kalkreichem Wasser rasch auskristallisiert worden sein und nicht aus zusammengewalztem alten Meereskalk bestehen. Sauerstoffisotopenanalysen im Lochsite-Kalk scheinen dieses Modell zu bestätigen.
Damit steht die nächste Frage im Raum: «Wo kamen die dafür nötigen Wassermassen her?» Die im Rahmen einer biblischen Urgeschichte forschenden Geologen wie Dr. Martin Ernst erkennen dahinter ein katastrophisches Ereignis, das die Überschiebung weit schneller ablaufen liess.
Andere Geologen widersprechen. Sie vermuten Fluide im Gestein drin. Das sind kleine Wassermengen in den Gesteinsklüften. Diese seien durch Erdbebentätigkeit während sehr langen Zeitperioden geöffnet worden. Oder war es umgekehrt?
Überträgt man die Beobachtungen am Hochstaufen – Wasser löst Erdbeben aus – auf die Glarner Hauptüberschiebung, dann wären es grosse Wassermassen gewesen, die ins Gestein drangen, die Gesteinspakete voneinander lösten und durch die ebenfalls provozierten Erdbeben in Bewegung setzten.
Quellen: Spiegel online, 23. Oktober 2006; Geophysical Research Letters; factum 8/2006
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