Vor der Pazifikküste lauert ein stiller Koloss, der Hunderte Kilometer Küstenlinie mit verheerenden Tsunamis und Erdbeben bedroht.
Seit Jahrzehnten warnen Wissenschaftler vor dem Potenzial der Cascadia-Subduktionszone, einer Mega-Überschiebung, die sich vor der Küste entlang der Küste von Nord-Vancouver Island bis Cape Mendocino, Kalifornien, erstreckt. Wenn die Verwerfung – oder auch nur ein Teil davon – erneut bricht, wird dies das Leben in Oregon, Washington und Nordkalifornien verändern.
Besonders besorgniserregend sind die Signale massiver Erdbeben in der geologischen Geschichte der Region. Viele Forscher haben nach Hinweisen auf das letzte „große Erdbeben“ gesucht: ein Erdbeben der Stärke 8,7 im Jahr 1700. Sie haben die Geschichte des Ereignisses anhand jahrhundertealter Tsunami-Aufzeichnungen, mündlicher Überlieferungen der amerikanischen Ureinwohner und physischer Beweise in vom Salzwasser überfluteten Geisterwäldern zusammengesetzt . und begrenzte Karten der Verwerfung.
Aber niemand hatte die Struktur der Verwerfungen umfassend kartiert – bis jetzt. Eine am Freitag in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie beschreibt Daten, die während einer 41-tägigen Forschungsreise gesammelt wurden, bei der ein Schiff ein Kabel mehrere Kilometer entlang der Verwerfung zog, um den Meeresboden abzuhören und ein Bild zusammenzusetzen.
Das Team erstellte eine detaillierte Karte von mehr als 550 Meilen der Subduktionszone, die sich bis zur Grenze zwischen Oregon und Kalifornien erstreckt.
Ihre Arbeit wird Modellierern einen genaueren Überblick über die möglichen Auswirkungen eines Mega-Erdbebens geben – die Bezeichnung für ein Erdbeben, das in einer Subduktionszone auftritt, in der eine tektonische Platte unter eine andere gedrückt wird. Darüber hinaus wird es Planern einen detaillierteren, örtlich begrenzten Einblick in die Risiken für Gemeinden entlang der pazifischen Nordwestküste geben und könnte dazu beitragen, Baustandards im Falle eines Erdbebens neu zu definieren.
„Es ist, als würde man Gläser in eine Coca-Cola-Flasche stecken und sie dann herausnehmen, und schon hat man das richtige Rezept“, sagte Suzanne Carbotte, Hauptautorin des Artikels, Meeresgeophysikerin und Forschungsprofessorin am Lamont-Doherty Earth Observatory Universität von Columbia. „Zuvor hatten wir eine sehr verschwommene Ansicht mit niedriger Auflösung.“
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Subduktionszone viel komplexer ist als bisher angenommen: Sie ist in vier Segmente unterteilt, von denen Forscher glauben, dass sie unabhängig voneinander oder gleichzeitig gleichzeitig brechen könnten. Die Abschnitte weisen unterschiedliche Gesteinsarten und unterschiedliche seismische Eigenschaften auf, sodass einige gefährlicher sein könnten als andere.
Erdbeben- und Tsunami-Modellierer beginnen damit, die Auswirkungen neuer Daten auf Erdbebenszenarien für den pazifischen Nordwesten zu bewerten.
Kelin Wang, ein Forschungswissenschaftler am Geological Survey of Canada, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, sein Team, das sich auf Erdbeben- und Tsunamirisiken konzentriert, verwende die Daten bereits, um Prognosen zu erstellen.
„Die Präzision und diese Auflösung sind wirklich beispiellos. Und es ist ein unglaublicher Datensatz“, sagte Wang, der auch Assistenzprofessor an der University of Victoria in British Columbia ist. „Es ermöglicht uns lediglich, Risiken besser einzuschätzen und über Informationen zu Bauvorschriften und Zoneneinteilung zu verfügen.“
Harold Tobin, Co-Autor des Papiers und Direktor des Pacific Northwest Seismic Network, sagte, dass die Daten zwar dazu beitragen werden, die Prognosen zu verfeinern, aber nichts an der schwer zu ertragenden Realität des Lebens im pazifischen Nordwesten ändern werden. .
„Wir haben das Potenzial für Erdbeben und Tsunamis, die so groß sind wie die größten, die wir auf dem Planeten erlebt haben“, sagte Tobin, der auch Professor an der University of Washington ist. „Cascadia scheint in der Lage zu sein, Stärke 9 oder etwas kleiner oder etwas größer zu erzeugen.“
Ein derart starkes Erdbeben könnte Erschütterungen hervorrufen, die etwa fünf Minuten anhalten und Tsunamiwellen mit einer Höhe von bis zu 80 Fuß erzeugen würden. Den Notfallplanungsdokumenten zufolge würde es mehr als eine halbe Million Gebäude beschädigen.
Weder Oregon noch Washington sind ausreichend vorbereitet.
Um die Subduktionszone zu kartieren, führten Offshore-Forscher seismische Bildgebung mit aktiver Quelle durch, eine Technik, die Schall zum Meeresboden sendet und dann die zurückkommenden Echos verarbeitet. Die Methode wird häufig zur Öl- und Gasexploration eingesetzt.
Sie zogen ein mehr als 9 Meilen langes Kabel, einen sogenannten Streamer, hinter das Boot, das 1.200 Hydrophone nutzte, um die zurückkommenden Echos einzufangen.
„Es gibt uns eine Vorstellung davon, wie der Keller aussieht“, sagte Carbotte.
Ausgebildete Beobachter von Meeressäugern machten die Besatzung auf Anzeichen von Walen oder anderen Tieren aufmerksam; Der durch diese Art von Technologie erzeugte Schall kann störend sein und Meeresbewohnern schaden.
Carbotte sagte, die neue Forschung zeige deutlicher, dass die gesamte Cascadia-Verwerfung möglicherweise nicht auf einmal reiße.
„Das nächste Erdbeben in Cascadia könnte nur eines dieser Segmente oder den gesamten Rand zerreißen“, sagte Carbotte und fügte hinzu, dass mehrere einzelne Segmente in der Lage wären, Erdbeben der Stärke mindestens 8 auszulösen.
Im letzten Jahrhundert haben Wissenschaftler nur fünf Erdbeben der Stärke 9,0 oder höher beobachtet – alles Erdbeben mit Megaschub, wie das für die Cascadia-Subduktionszone vorhergesagte.
Wissenschaftler haben ihr Verständnis des letzten Erdbebens dieser Art in Cascadia im Jahr 1700 verbessert, unter anderem dank japanischer Aufzeichnungen über einen ungewöhnlichen verwaisten Tsunami, dem keine Erschütterungen vorausgingen.
„Es dauert eine Stärke von 8,7, bis ein Tsunami Japan erreicht“, sagte Tobin.
Die Menschen, die den Vorfall in Japan aufzeichneten, konnten nicht wissen, dass in den heutigen Vereinigten Staaten ein Ozean erbebte.
Heute bleibt es in der Cascadia-Subduktionszone unheimlich ruhig. In anderen Subduktionszonen beobachten Wissenschaftler laut Carbotte häufig kleine Erdbeben, was die Kartierung des Gebiets erleichtert. Das ist hier nicht der Fall.
Wissenschaftler haben einige Theorien darüber, warum: Wang sagte, dass die Gegend ruhiger werden könnte, wenn sich durch die Verwerfung Stress ansammelt. Und jetzt nähern wir uns wahrscheinlich der Frist.
„Das wiederkehrende Intervall für große Ereignisse in dieser Subduktionszone liegt in der Größenordnung von 500 Jahren“, sagte Wang. „Es ist schwer, genau zu wissen, wann das passieren wird, aber wenn man es mit anderen Subduktionszonen vergleicht, ist es sicherlich ziemlich spät.“
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf NBCNews.com veröffentlicht