Geologie: Talk verringert Erdplattenreibung

Talk, das als Puder das Wundreiben von Babypopos verhindern soll, scheint auch die Reibung einiger Erdplatten zu reduzieren. Forscher haben bei Bohrarbeiten tief im San-Andreas-Graben in Kalifornien Talkvorkommen in einer relativ bewegungsarmen Schicht des Grabens nachgewiesen, wie sie in Nature (1) berichteten. Das scheint die Erklärung dafür zu sein, dass die Verwerfung in diesem Teil des Grabens sich nur langsam bewegt, um Druck abzulassen, anstatt abrupte Erdrutsche zu verursachen, die schwere Erdbeben auslösen. "Es sieht so aus, als würde der Talk die Erdplatten davon abhalten, abzurutschen und schwere Beben zu verursachen", sagt Christopher Wibberley, Geologe an der Universität in Nizza, der für Nature (2) eine begleitende Analyse zu dem Thema geschrieben hat.

Talk ist das weichste bekannte natürliche Material. In diesem Fall entsteht es durch eine Reaktion von Mineralien und Wasser unter dem starken Druck der Erdschichten, die in 3.000 Metern Tiefe innerhalb des Grabens, der sich fast die gesamte Länge Kaliforniens entlang zieht, aneinander reiben.

"Ich habe gar nicht speziell nach Talk gesucht, daher war es schön, diese Entdeckung zu machen", sagt Diane Moore, Petrologin am US Geological Survey in Menlo Park und Autorin der Studie.

Sanfter Kontakt

Die Entdeckung wurde 2005, nach der Analyse von Proben, die aus einem 3.000 Meter tiefen Bohrschacht an der Verwerfungslinie bei Parkfield entnommen worden waren, gemacht. Die Bohrung war Teil einer bahnbrechenden Studie mit dem Ziel, Überwachungsgeräte tief in einer aktiven Verwerfungszone zu platzieren - ein Projekt mit dem Namen "San-Andreas-Graben-Beobachtung in der Tiefe" (San Andreas Fault Observatory in Depth - SAFOD).

In Parkfield, in einem Tal etwa 200 Kilometer südlich der San Francisco Bay gelegen, bewegt sich die Verwerfung ungefähr 28 Millimeter im Jahr. Nördlich und südlich dieser beruhigten Zone ist die Verwerfung bekannt für ihr "stick and slip"- ("feststecken und abrutschen") Verhalten, das schwere Erdbeben auslöst und die Bewegungen der Verwerfung in den Jahren dazwischen verringert.

Moore, die Steindeformationen untersucht, suchte in den Bohrproben nach einem Mineral mit der Bezeichnung Serpentin. Serpentin ist ein verhältnismäßig weiches Mineral, das an der Oberfläche in Parkfield gefunden wurde. Bisher wurde angenommen, dass es für die langsame Bewegung der Erdplatten in diesem Teil der Verwerfung verantwortlich sei. Einige Wissenschaftler sind der Meinung, dass Serpentin immer noch zu hart sei, um die Bewegungen innerhalb der Verwerfung in dieser Region zu verlangsamen, aber einen Versuch war es wert.

Moore fand Serpentin. Aber sie fand auch Talk - ein Mineral, das Serpentin ähnlich ist und oft in serpentinhaltigen Gesteinen gefunden wird und sogar noch weicher ist. Das Vorhandensein von Talk erklärt die langsamen unterirdischen Bewegungen viel besser.

"Das bringt uns der Lösung der Frage, was da unten genau vorgeht, einen großen Schritt näher", sagt Wibberley, doch er fügt hinzu, dass dieser Fund nicht das Verhalten der Verwerfung in anderen Teilen des San-Andreas-Grabens erklärt.

Das SAFOD-Team hat im Juni begonnen, von ihrem ursprünglichen Bohrschacht aus in unterschiedlichen Winkeln weitere Bohrungen in andere Teile der Verwerfung vorzunehmen, die für größere seismische Aktivität bekannt sind. Moore und ihre Kollegen sind gespannt zu erfahren, wie stark der Talkgehalt in diesen Teilen der Verwerfung variiert.

(1) Moore, D. et al. Nature 448, 795-797 (2007) (2) Wibberley, C. Nature 448, 456-457 (2007)

Dieser Artikel wurde erstmals am 15.8.2007 bei news@nature.com veröffentlicht. doi: 10.1038/news070813-6. Übersetzung: Sonja Hinte. © 2007, Macmillan Publishers Ltd

Rex Dalton