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Istanbul und die Europabrücke aus der Luft. Die gesamte Metropolregion gilt als besonders erdbebengefährdet (Foto: G. Kwiatek, GFZ)

Schwache Erdbeben durch Gasaustritte im Untergrund

Der Großraum Istanbul mit rund 15 Millionen Einwohnern gilt als besonders erdbebengefährdet. Um das Risiko richtig einschätzen zu können, müssen Forscherinnen und Forscher die Prozesse im Untergrund entschlüsseln. Einen weiteren Fortschritt hierbei hat nun ein internationales Team erzielt, dem auch Marco Bohnhoff vom Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ angehört. Unterhalb des Marmara-Meeres orteten sie Erdbeben, die nicht unmittelbar durch tektonische Spannungen hervorgerufen wurden, sondern durch aufsteigendes Erdgas. Sie berichten davon im Fachjournal Scientific Reports.

Das Team um Louis Geli vom französischen Forschungszentrum Ifremer analysierte seismische Daten, die nach einem Erdbeben im westlichen Teil des Maramara-Meeres am 25. Juli 2011 mit einer Magnitude von 5,1 aufgezeichnet wurden. Wie zu erwarten, ereigneten sich in den folgenden Tagen und Wochen etliche Nachbeben, die jedoch eine geringere Magnitude hatten. „Durch ein stärkeres Erdbeben wird die Spannung in der unmittelbaren Umgebung verändert. Das hat weitere Erschütterungen – sogenannte Nachbeben – zur Folge, bei denen die Spannungen dann wieder ausgeglichen werden“, erläutert Bohnhoff. So geschah es auch im Sommer 2011 unterhalb des Marmara-Meeres bei Istanbul. Auffällig war jedoch, dass nur wenige der Nachbeben wie üblich im tiefen felsigen Untergrund am Ort des Hauptbebens ihren Ursprung hatten. „Stattdessen haben wir zahlreiche Erschütterungen in sehr geringer Tiefe unterhalb des Meeresbodens aufgezeichnet“, sagt Bohnhoff, der an der Lokalisierung und Analyse der flachen Beben beteiligt war. „Dies war durchaus überraschend, denn diese Schichten bestehen aus weichem Sediment, das sich unter tektonischen Spannungen normalerweise aseismisch verformt und keine ruckartigen Bewegungen macht, wie sie für Erdbeben typisch sind.

Tatsächlich liegt hier ein anderer Mechanismus zugrunde, wie die Autorinnen und Autoren erläutern. Demnach hat das M 5,1-Hauptbeben die Spannungen wie beim Anschlagen einer Glocke in Unordnung gebracht, so dass ein Erdgas-Reservoir, das sich in unmittelbarer Nähe zur tektonischen Störung befindet, unter erhöhten Druck geriet. Infolgedessen strömte Gas aus und bewegte sich nach oben, wo es schwächere Erdbeben ausgelöst – oder wie Bohnhoff sagt „getriggert“ – hat. „Dafür kommen unterschiedliche Prozesse in Frage. Es könnten kleine Scherbrüche aktiviert worden sein oder aber die Ausgasungen haben Schwingungen in wassergefüllten Hohlräumen herbeigeführt, ein Prozess, wie man ihn auch von Vulkanen oder Gas-Leckagen kennt.“ Welche Prozesse im Boden des Maramara-Meeres abliefen, lasse sich aus den vorhandenen Daten nicht genau ableiten, sagt der Geophysiker. Dafür seien Seismometer erforderlich, die noch näher am Geschehen, zum Beispiel in Bohrungen, installiert sind. Diese fehlten – noch. Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland

Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)