Warum haben Erdbeben diese balancierenden Felsen nicht gestürzt?

Ein prekär ausbalancierter Fels in der Nähe von Searchlight, Nevada. Zerbrechliche Merkmale wie diese können durch Erschütterungen von starken Erdbeben leicht gestürzt werden. Ähnliche Formationen in der Nähe der kalifornischen San-Andreas-Verwerfung liefern kritische Einblicke in die Erschütterungs- und Bruchmuster vergangener Erdbeben. Bildnachweis: Nick Hinze / Nevada Bureau of Mines & Geology

Ein prekär ausbalancierter Fels in der Nähe von Searchlight, Nevada. Zerbrechliche Merkmale wie diese werden durch Erschütterungen von starken Erdbeben leicht gestürzt. Ähnliche Formationen in der Nähe der kalifornischen San-Andreas-Verwerfung liefern kritische Einblicke in die Erschütterungs- und Bruchmuster vergangener Erdbeben. Bildnachweis: Nick Hinze / Nevada Bureau of Mines & Geology


In den westlichen San Bernardino Mountains, in der Nähe der San-Andreas-Verwerfung, gestapelt in Anordnungen, die der Schwerkraft trotzen, bleiben Granitfelsen, die schon vor langer Zeit von Erdbeben hätten umgestürzt werden sollen. Bei der Untersuchung, warum diese Gesteine ​​immer noch stehen, haben Forscher Verbindungen zwischen den südkalifornischen San Jacinto- und San Andreas-Verwerfungen aufgedeckt, die die Planung der Region für zukünftige Erdbeben verändern könnten.

Laut einer online veröffentlichten Studie am 5. August inSeismologische Forschungsbriefe, die prekär ausbalancierten Gesteine ​​haben überlebt, weil die Interaktion zwischen den Verwerfungen die Erdbebenerschütterungen in ihrer Nähe geschwächt hat.


Unbenannte fragile Rock Stack in Grass Valley in den San Bernardino Mountains in Kalifornien. Die Felsen liegen in der Nähe der San-Andreas-Verwerfung in einem der Gebiete mit der höchsten Erdbebengefährdung in den Vereinigten Staaten. Foto mit freundlicher Genehmigung von Lisa Grant Ludwig

Unbenannte fragile Rock Stack in Grass Valley in den San Bernardino Mountains in Kalifornien. Die Felsen liegen in der Nähe der San-Andreas-Verwerfung in einem der Gebiete mit der höchsten Erdbebengefährdung in den Vereinigten Staaten. Foto mit freundlicher Genehmigung von Lisa Grant Ludwig

Lisa Grant Ludwig ist Professorin für öffentliche Gesundheit an der University of California, Irvine. Grant Ludwig sagte:

Diese Verwerfungen beeinflussen sich gegenseitig, und es sieht so aus, als ob sie in der Vergangenheit manchmal zusammengebrochen sind … und es ist eine wichtige Möglichkeit, über die wir bei unserer Erdbebenplanung nachdenken sollten.

Die Forscher untersuchten 36 dieser gefährlich angeordneten Felsbrocken in der Nähe des Silverwood Lake und des Grass Valley, die nur 7 bis 10 Kilometer von den Verwerfungen San Andreas und San Jacinto entfernt sind. Sie sind mindestens 10.000 Jahre alt und sollten in dieser Zeit von 50 bis 100 großen, an der Oberfläche zerreißenden Erdbeben den Boden erschüttern.




Wissenschaftler messen die Zerbrechlichkeit dieser Gesteine, indem sie ihre Geometrie studieren und Feldtests wie Neigungsanalysen durchführen, bei denen sie eine Rolle auf einen prekär ausbalancierten Felsbrocken legen und die Kraft bestimmen, die erforderlich ist, um sie so zu kippen, dass sie, wenn sie losgelassen wird, kippt unter den Einfluss der Schwerkraft fallen.

Diese Kraft geben die Forscher als Maß für die Beschleunigung an. So wie eine Person auf dem Beifahrersitz eines Autos nach hinten kippt, wenn der Fahrer aufs Gaspedal tritt, kippen die fein ausbalancierten Felsen, wenn sich der Boden unter ihnen durch ein Erdbeben beschleunigt.

Die Forscher verglichen die Zerbrechlichkeit der aufgetürmten Gesteine ​​mit der erwarteten Bodenbeschleunigung in drei Erdbebenszenarien, die vom ShakeMap-Programm des US Geological Survey erstellt wurden: ein Bruch der südlichen San-Andreas-Verwerfung der Stärke 7,8, ein San-Andreas-Beben der Stärke 7,4 in der Nähe von San Bernardino und das Fort Tejon-Tempel der Stärke 7,9 im Jahr 1857.

Nach diesen Szenarien – und nationalen Erdbebengefährdungskarten für das Gebiet – sollten die 36 prekär ausbalancierten Felsbrocken längst umgestürzt sein.


Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass nur die Interaktion zwischen den Verwerfungen von San Jacinto und San Andreas ein Bruchmuster erzeugt haben könnte, das die prekär gestapelten Felsen des Gebiets erhalten würde.

Die meisten Erdbebenplanungsszenarien, die Ingenieure und andere zur Planung von Gebäuden, Aquädukten und anderen wichtigen Infrastrukturen verwenden, berücksichtigen nur die Folgen von Brüchen entlang einer Verwerfung, sagte sie. Grant Ludwig sagte:

Dieses Papier legt nahe, dass wir die Auswirkungen eines Bruchs betrachten könnten, der sowohl die San Jacinto- als auch die San Andreas-Verwerfung betrifft, die das Potenzial hat, mehr Menschen als nur die San Andreas oder nur die San Jacinto zu betreffen.

In der Erkenntnis, dass diese Interaktion die Erdbebenplanungsszenarien für das Gebiet verändern könnte, schloss Grant Ludwig:


Die San-Jacinto-Verwerfung war seismisch sehr aktiv; es hat während der [aufgezeichneten Geschichte] viele Erdbeben verursacht. Und die südliche San-Andreas-Verwerfung nicht; seit 1857 ist es ziemlich ruhig.

Dies wirft die Frage auf, ob wir vielleicht ein Erdbeben auf dem San Jacinto haben, das eines auf dem südlichen San Andreas auslöst, oder umgekehrt.

Fazit: Laut einer online veröffentlichten Studie vom 5. August 2015 inSeismologische Forschungsbriefe, Stapel von prekär ausbalanciertem Gestein haben überlebt, weil die Interaktion zwischen den südkalifornischen San-Jacinto- und San-Andreas-Verwerfungen die Erdbebenerschütterungen in ihrer Nähe geschwächt hat.

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