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Eine umfassende Analyse von GPS-Zeitreihendaten legt nahe, dass zwei Stunden vor großen Erdbeben eine Vorphase der Verwerfungsverschiebung auftritt. Die derzeitige Unfähigkeit von Überwachungsinstrumenten, solche Verschiebungen im Ausmaß einzelner Erdbeben zu erkennen, bleibt jedoch eine große Herausforderung für die praktische Erdbebenvorhersage.
Eine systematische globale Analyse von GPS Zeitreihendaten von fast 100 großen Erdbeben deuten auf die Existenz einer Vorphase der Verwerfungsverschiebung hin, die etwa zwei Stunden vor dem seismischen Bruch auftritt.
Die Analyse der Zeitreihendaten des Global Positioning System (GPS) von fast 100 großen Erdbeben weltweit hat Hinweise auf eine Vorphase der Verwerfungsverschiebung ergeben, die etwa zwei Stunden vor dem seismischen Bruch auftritt.
In einer verwandten Perspektive schreibt Roland Bürgmann: „Wenn bestätigt werden kann, dass die Entstehung von Erdbeben oft eine stundenlange Vorläuferphase erfordert, und die Mittel entwickelt werden können, um sie zuverlässig zu messen, könnte eine Vorläuferwarnung ausgegeben werden.“
Das Bestreben, große Erdbeben vorherzusagen, ist ein seit langem bestehendes, aber schwer erreichbares Ziel.
Die Herausforderung der kurzfristigen Erdbebenvorhersage
Die kurzfristige Erdbebenvorhersage, bei der innerhalb von Minuten bis Monaten vor einem Beben eine Warnung ausgegeben wird, hängt vom Vorhandensein eines klaren und beobachtbaren geophysikalischen Vorläufersignals ab. Frühere retrospektive Studien haben gezeigt, dass in Verwerfungen vor der Haupterschütterung ein langsamer aseismischer Schlupf beobachtet werden kann, der als möglicher Vorläufer dienen kann. Der Zusammenhang zwischen diesen Beobachtungen und seismischen Brüchen bleibt jedoch unklar. Diese Unsicherheit entsteht, weil diese Beobachtungen einem Ereignis nicht unmittelbar vorausgehen und oft ohne ein darauffolgendes Erdbeben stattfinden, sodass die Existenz eines präzisen Vorsignals zur Vorhersage großer Erdbeben in Frage gestellt wird.
Eine globale Suche nach vorläufigen Fehlerschlupf
In dieser Forschung präsentieren Quentin Bletery und Jean-Mathieu Nocquet eine umfassende globale Suche nach kurzfristigen Vorläufern von Verwerfungen vor großen Erdbeben. Bletery und Noquet nutzten globale Hochgeschwindigkeits-GPS-Zeitreihendaten von 3.026 geodätischen Stationen weltweit und maßen die Verwerfungsverschiebung bis zu zwei Stunden vor 90 verschiedenen Erdbeben der Stärke 7 und höher. Die statistische Analyse dieser Daten ergab ein subtiles Signal, das mit einer Periode exponentieller Beschleunigung des Verwerfungsgleitens in der Nähe des Hypozentrums des Erdbebens übereinstimmte, die etwa zwei Stunden vor dem Bruch begann.
Bedeutung und Grenzen der Studie
Laut den Autoren deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass viele große Erdbeben mit einer Vorphase des Gleitens beginnen, oder dass die Beobachtungen den abschließenden Teil eines längeren und schwieriger zu messenden Prozesses des Vorgleitens darstellen könnten. Obwohl Bletery und Noquet Beweise für ein Vorsignal vor großen Erdbeben vorlegen, weisen sie darauf hin, dass die aktuellen Erdbebenüberwachungsinstrumente nicht über die erforderliche Abdeckung und Präzision verfügen, um Vorsignale im Ausmaß einzelner Erdbeben zu erkennen oder zu überwachen.
Bürgmann schreibt: „Obwohl die Ergebnisse von Bletery und Nocquet darauf hindeuten, dass es tatsächlich eine stundenlange Vorlaufphase geben könnte, ist nicht klar, ob solche langsamen Beschleunigungen eindeutig mit großen Erdbeben verbunden sind oder ob sie jemals für einzelne Ereignisse damit gemessen werden könnten.“ Genauigkeit erforderlich, um eine nützliche Warnung bereitzustellen.“
Referenz: „Die Vorphase großer Erdbeben“ von Quentin Bletery und Jean-Mathieu Nocquet, 20. Juli 2023, Wissenschaft.
DOI: 10.1126/science.adg2565
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