Die Erde heilt ihre Wunden

Nach dem Erdbeben im iranische Bam verdichten sich Gesteine und der Boden senkt sich ab

DLR
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Pasadena (USA)/Darmstadt - Bis zu zwei Meter riss am 26. Dezember 2003 der Boden unter der iranischen Stadt Bam auf. Bei diesem Erdbeben der Stärke 6,6, dem etwa 30.000 Menschen zum Opfer fielen, zerbrachen Gesteine entlang einer Kilometer langen Bruchzone. In den Folgejahren jedoch heilte dieser Riss nach und nach aus. Die geologischen Anzeichen dafür konnten nun erstmals mit Aufnahmen des europäischen Satelliten Envisat über Jahre verfolgt werden. In der Zeitschrift "Nature" veröffentlichten amerikanische Geophsiker eine Analyse dieses geologischen Heilungsprozess.

"Wir untersuchten über einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren die postseimische Deformation nach dem Erdbeben, das die Stadt Bam verwüstete", schreiben Eric J. Fielding vom Califormia Institute of Technology und seine Kollegen von der University of California in Berkeley und Riverside. Bereits zwölf Tage nach dem Beben konnten mit der InSAR-Kamera an Bord von Envisat die geologischen Vorgänge in der Region mit einer räumlichen Auflösung von 20 Metern bestimmt werden. Abhängig von der Umlaufzeit des Satellitens folgten alle 35 Tage weitere Daten. Hatte sich der Boden unmittelbar nach dem Beben um etwa sechs Zentimeter gehoben, konnten die Forscher bis 2007 eine Absenkung des Geländes entlang der Bruchzone von über drei Zentimetern ermitteln.

Die Ursache für dieses Auf und Nieder des Bebengebiets liegt in der Anordnung des Gesteinsmaterials im Untergrund verborgen. Während des Bebens wurden die vormals kompakten Steine durch die enormen Scherkräfte zerrieben. Dilatanz nennen die Wissenschaftler dieses Phänomen, durch das der Boden auflockert wird, kleine Hohlräume entstehen und Flüssigkeit eindringen kann. Weil die kantigen Gesteinskörner sich in lockeren Schichten übereinander lagerten, benötigen sie mehr Raum und der Boden hebt sich.

Das darauf folgende langsame Absinken ist ein wichtiger Hinweis auf den Heilungsprozess in der Bruchzone. Dabei wird durch das Eigengewicht der Gesteinsmassen eingedrungenes Wasser wieder herausgedrückt. Zudem wird das nach dem Beben poröse Gestein wieder zusammengepresst. Auch vorher in Wasser gelöste Minerale können sich in den entstandenen Hohlräumen wieder zu kompakten Gesteinen ablagern. Durch all diese Prozesse zusammen genommen nahm das Volumen des Erdbodens entlang der Bruchzone um etwa 284.000 Kubikmeter ab.

Mit dieser Verdichtung des Untergrunds nehmen allerdings auch die herrschenden Spannungen und damit das Erdbebenrisiko wieder zu. Noch mehr Druck wird über die Plattentektonik aufgebaut, da sich die Arabische Platte jedes Jahr einige Zentimeter unter den eurasischen Kontinent schiebt. Nach aktuellen Schätzungen müssten jedoch etwa 100 Jahre vergehen, bis sich ausreichend Spannungen für ein weiteres Beben mit einer vergleichbaren Stärke wie 2003 aufgebaut haben werden.