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Welche physikalischen Mechanismen genau für die Erdbebenaktivität in den mittleren Tiefen (50-300 km) von Subduktionszonen verantwortlich sind, ist wissenschaftlich umstritten. Doch ein Verständnis dafür ist immens wichtig, denn die Prozesse innerhalb abtauchender ozeanischer Platten verursachen die größten Erdbeben weltweit. Constanza Rodriguez Piceda hat daher mit Kolleginnen und Kollegen des GFZ (Sektion ‚Sedimentbeckenmodellierung‘ und ‚Seismologie‘) sowie der Universität Potsdam geologische, seismologische und geodätische Beobachtungsdaten und -modelle aus dem südlichen Teil der zentralen Anden miteinander kombiniert. Insbesondere die Aktivität im Innern und an der Oberfläche der abtauchenden Platten soll besser verstanden werden. Forschungsfragen sind unter anderem, inwieweit die seismische Aktivität dort beispielsweise vom Hydratationsgrad abhängt oder aber mit Spannungsänderungen im Innern der Platte zu tun hat. Die Studie ist in Nature Communications Earth and Environment erschienen.

Seismische Aktivität bis in große Tiefen

In sogenannten Subduktionszonen tauchen die im Verhältnis schwereren ozeanischen Erdplatten unter kontinentalen Platten hinweg langsam in den Erdmantel ab. Das Gestein wird dabei teilweise aufgeschmolzen. Der Subduktionsprozess ist Hauptursache für die außerordentliche seismische Gefährdung der betroffenen Regionen. Das ist der Grund, warum beispielsweise die gesamte Westküste Südamerikas oder auch die Region entlang des Sunda-Bogens in Indonesien von besonders schweren Erdbeben (Magnitude >7) betroffen ist. Seismische Aktivität kann sehr weit − bis zu 800 km tief − in den Erdmantel reichen. Das ist bemerkenswert, weil die in diesen Tiefen herrschenden Drücke und hohen Temperaturen eigentlich zu duktiler Deformation führen müssten. Diese würde sich durch allmähliche Verformungen auszeichnen, wobei das Gestein in sich verbunden bliebe, nicht bräche und deshalb keine Beben verursachen würde. Jedoch kommt es den Beobachtungen zufolge eher zur Sprödverformung des Gesteins, zu Brüchen und ruckartigen Prozessen, die Messgeräte noch in großen Tiefen als Erdbeben aufzeichnen können. An der Oberfläche ist diese seismische Aktivität meist nicht mehr spürbar. Mehr erfahren…