Gesundheit : Warten auf den Big Bang

Vor 100 Jahren zerstörte ein Erdbeben San Francisco. Ein neue Katastrophe ist wahrscheinlich

Roland Knauer

Eine bestimmte Stufe des Football-Stadions hat es Geowissenschaftler Richard Allen von der Universität von Kalifornien in Berkeley angetan. Westlich von ihr liegt die Pazifische Platte, auf deren Rücken sich Teile des Pazifiks und der kalifornischen Küste befinden. Einen Schritt weiter östlich betritt der Forscher aus der geologischen Sicht Nordamerika. Es beginnt die Amerikanische Platte, die große Teile Nordamerikas auf dem Rücken trägt.

Den Schritt zwischen beiden Platten nennt man Hayward-Verwerfung, für die sich Geoforscher brennend interessieren. Denn dort unten könnte wieder die Erde beben, wie es vor hundert Jahren in San Francisco – auf der anderen Seite der Bucht – der Fall war.

Im Osten der Verwerfung gleitet der größte Teil Nordamerikas allmählich in grobe Nordrichtung. Die Küste im Westen und die Pazifische Platte rutschen dagegen langsam nach Süden. Jedes Jahr ziehen beide Platten um drei bis fünf Zentimeter aneinander vorbei, sagt Erdbebenspezialist Jochen Zschau vom Geo-Forschungszentrum in Potsdam. Das wäre eigentlich kein großes Problem, wenn sich die gigantischen Gebilde nicht mancherorts ineinander verhakten.

An den Verhakungen gibt es zunächst einmal Stillstand, während die gigantischen Platten östlich und westlich davon weiterrutschen. Weil sich die Platten nicht beliebig verformen können, entstehen mit der Zeit riesige Spannungen. Irgendwann hält die Verhakung diese Kräfte nicht mehr aus, mit einem gewaltigen Ruck lösen sich die Platten und holen in wenigen Sekunden die versäumte Bewegung der letzten Jahrzehnte nach.

Genau das geschah im Morgengrauen des 18. April 1906 in der Nähe der Golden Gate Bridge. Ein Erdbeben der Stärke 7,9 schüttelte San Francisco (Science, Band 311, Seite 203), zerriss Gasleitungen und ließ Gebäude einstürzen. Ausströmendes Gas entzündete sich, Feuersbrünste tobten durch die Stadt, rund dreitausend Menschen starben.

Damals löste sich die Spannung allerdings nicht in der Hayward-Verwerfung unter der Universität von Berkeley im Osten San Franciscos, sondern in der San-Andreas-Spalte westlich der Stadt. Die Grenze zwischen Amerikanischer Platte im Osten und Pazifischer Platte im Westen ist nämlich nicht etwa eine durchgehende Linie, sondern ein ganzes System aus Verwerfungen, die nebeneinander liegen oder voneinander abzweigen, sagt Zschau. Man sollte sich das wie ein Stück zerreißenden Stoffs vorstellen. Dabei entstehe auch eine Zickzacklinie mit vielfach ausgefransten Enden.

Ein ähnlich wirres Muster bilden auch die Verwerfungen, die von den Geoforschern in Kalifornien unter die Lupe genommen werden. Um herauszubekommen, an welchen Stellen die beiden Erdplatten verhakt sind, registrieren sie mit Radar und dem Satellitenortungssystem GPS jede Erdbewegung. Lösen sich Verhakungen, gibt es kleinere und größere Erdbeben, die exakt vermessen werden. Zittert an einer Stelle einer Verwerfung die Erde relativ häufig, gehen die Forscher davon aus, dass sich die Verhakungen dort rasch voneinander lösen und nur kleinere Erdbeben entstehen. Bleibt es dagegen viele Jahre völlig ruhig, so bauen sich große Spannungen auf, die sich urplötzlich in einem gewaltigen Beben entladen können.

Völlig überraschend kommen solche großen Beben aber nicht, sagt der Potsdamer Forscher. Eine genaue Analyse der Katastrophe von 1906 habe gezeigt, dass sich bereits in den Jahren davor einige Beben mit einer Stärke um die sechs ereignet hätten. Bis in die 1930er Jahre flauten die Beben langsam ab, anschließend folgte ein halbes Jahrhundert ohne größere Erschütterungen. Seit den 1980er Jahren werden aber wieder stärkere Beben im Gebiet der Bucht von San Francisco registriert.

Am 17. Oktober 1989 gab es in den Santa-Cruz-Bergen keine hundert Kilometer südlich von San Francisco wieder einen gewaltigen Ruck im Erdinnern. Das mit einer Stärke von 7,1 stärkste Beben seit 1906 erschütterte die Bucht von San Francisco. Autobahnbrücken stürzten wie Kartenhäuser zusammen, 67 Menschen starben, mehr als 12 000 verloren ihr Zuhause.

Seither haben die Erdbebenforscher einiges dazu gelernt. Sie wissen heute zum Beispiel, dass ein Erdbeben die Spannungen in den Nachbarregionen beeinflusst. Allerdings nicht immer in die gleiche Richtung, manchmal werden Spannung auf-, ein andermal werden sie abgebaut. Diese Änderungen der Spannung kann man inzwischen recht gut berechnen. Aus den Ergebnissen können die Forscher recht gut schätzen, wie wahrscheinlich Erdbeben bestimmter Stärken an einer Verwerfung sind.

Diese Kalkulationen haben die Geowissenschaftler an der Universität von Berkeley nachdenklich gemacht. Für die San-Andreas-Verwerfung, die für die Katastrophe von 1906 verantwortlich war, kommen sie auf eine Wahrscheinlichkeit von 21 Prozent für ein Beben stärker als 6,7 in den nächsten 30 Jahren.

Für die Hayward-Spalte, die unter dem eigenen Stadion und den Studentenwohnheimen liegt, ist die Wahrscheinlichkeit mit 27 Prozent sogar noch etwas höher. Addiert man andere Verwerfungen in diesem Gebiet dazu, muss man mit 62 Prozent Wahrscheinlichkeit von einem Beben der Stärke 6,7 oder mehr in der Bucht von San Francisco in den nächsten Jahrzehnten ausgehen. In Alltagssprache übersetzt heißt das: Der große Knall ist ziemlich sicher. Er wird aber schwächer ausfallen als das Beben im Jahr 1906.

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