Weiße Linie von Algensterben markiert Aufschwung im Jahr 2016 chilenisches Erdbeben

Ein gebleichter Rand aus toten Meeresalgen, die entlang der Küsten zweier Inseln vor der Küste Chiles aufgereiht sind, bietet einen einzigartigen Einblick in die Entwicklung des Landes während des Erdbebens 2016 der Magnitude 7,6 Chiloé, so eine neue Studie im Bulletin of the Seismological Society of America.

Der Forscher der Durham University, Ed Garrett, und Kollegen, verwendeten die Algendaten, um die Höhe des Fehlerschlupfes zu bestätigen, der während des Chiloé-Bebens auftrat, das in einem Gebiet stattfand, das seit dem Erdbeben der Stärke 9,5 Valdivia von 1960 seismisch ruhig war – dem größten instrumentell erfassten Erdbeben der Welt.

Es gibt weniger Aufzeichnungen über moderate Erdbeben in der Region, so dass „die genaue Quantifizierung der Höhe und Verteilung des Schlupfes im Jahr 2016 uns daher hilft, die Eigenschaften dieser kleineren Ereignisse zu verstehen. Diese Informationen helfen uns, besser einzuschätzen, wie sich Fehler bei Sequenzen von Brüchen unterschiedlicher Größe ansammeln und entlasten“, sagt Garrett.

„Solche Erkenntnisse wiederum helfen bei der Beurteilung zukünftiger seismischer Gefahren“, fügte er hinzu. „Während sich das Erdbeben 2016 in einer dünn besiedelten Region ereignete, könnten ähnliche schwere Erdbeben in der chilenischen Subduktionszone in Zukunft erhebliche Gefahren für bevölkerungsreichere Regionen darstellen.“

Garrett und Kollegen kombinierten ihre Berechnungen der Höhe des Auftriebs, der durch die Algendaten angezeigt wird – etwa 25,8 Zentimeter – mit Satellitendaten der Krustenbewegung während des Erdbebens, um festzustellen, dass der maximale Schlupf entlang des Fehlers etwa drei Meter betrug.

Der Schlupf entspricht etwa 80 Prozent der maximalen kumulativen Plattenkonvergenz seit dem Erdbeben von Valdivia 1960, schlussfolgern sie, was ein Ergebnis ist, das anderen jüngsten Schätzungen von Schlupf ähnlich ist. Einige der ersten Berichte aus dem Erdbeben 2016 deuten darauf hin, dass der maximale Fehlerschlupf während des Ereignisses bis zu fünf Meter betrug, was die gesamte seismische Spannung, die sich seit dem Erdbeben von 1960 durch die Plattenkonvergenz aufgebaut hat, zunichte gemacht oder überschritten hätte.

Wenn ein Erdbebenbruch die Küstenkruste hebt, kann er Organismen wie Algen und Muscheln, die sich an Felsen festhalten, stranden lassen und ihre Häuser über ihre normale Wasserlinie heben. Die Katastrophe hinterlässt eine ausgeprägte Linie von toten Organismen, die über das Gestein gezogen werden. Der Abstand zwischen der Obergrenze dieser Todeszone und der Obergrenze der Zone mit lebenden Organismen bietet eine Schätzung der vertikalen Hebung der Kruste.

Forscher verwenden die Technik seit langem, um die abrupte vertikale Verformung der Kruste zu messen. Während der berühmten Reise des HMS Beagle im 19. Jahrhundert benutzte Charles Darwin eine Gruppe toter Muscheln, um den Auftrieb der Isla Santa María während des chilenischen Erdbebens der Stärke 8,5 von 1835 zu bestimmen.

Zehn Monate nach dem Erdbeben von Chiloé untersuchten Garrett und seine Kollegen die Auswirkungen des Bebens auf die Küstenumwelt wie z.B. Gezeitensümpfe und suchten nach modernen Beispielen dafür, wie sich Erdbeben auf diese Umwelt auswirken, die sie bei der Erforschung prähistorischer Erdbeben nutzen konnten.

„Erst als wir Isla Quilán erreichten, bemerkten wir das Band gebleichter Kalkalgen entlang der felsigen Uferlinien und stellten fest, dass wir diesen Marker verwenden konnten, um die Höhe des Auftriebs zu quantifizieren“, sagte Garrett.

Das Forschungsteam führte Hunderte von Messungen der gebleichten Algenlinie durch, wo sie auf Isla Quilán und Isla de Chiloé erschien. Der reichhaltige Algennachweis war hilfreich, um die Höhe des vertikalen Auftriebs in einer Region der Welt zu bestätigen, die nur spärlich von Instrumenten zur Messung der Krustenverformung bedeckt ist. Die Studie zeigt, dass sich mit einer großen Anzahl von „Todeszonen“-Messungen an wellengeschützten Standorten bis zu 25 Zentimeter tiefe Landniveauänderungen feststellen lassen, stellen die Forscher fest.

Mehr Informationen:
Ed Garrett et al, First Field Evidence of Coseismic Land-Level Change Associated with the 25 December 2016 Mw 7.6 Chiloé, Chile, Earthquake, Bulletin of the Seismological Society of America (2018). DOI: 10.1785/0120180173

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