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Erdbeben, die durch die Bewegung der tektonischen Platten der Erde verursacht werden, haben das Potenzial, das Gesicht der Welt zu verändern. Heute haben Wissenschaftler erstmals Beweise dafür, dass Erdbeben den Lauf von Flüssen verändern können: Dies geschah vor 2.500 Jahren beim Ganges.
Der Ganges entspringt dem Himalaya und vermischt sich auf seinem Weg durch Indien und Bangladesch mit dem Wasser der Flüsse Brahmaputra und Meghna. Wenn er in den Golf von Bengalen mündet, bildet er das größte Delta der Welt und führt mehr Wasser als jeder andere Flusskomplex auf dem Planeten außer dem Amazonas und dem Kongo.
Das Gangesdelta sei „ein wirklich spannender Arbeitsplatz, weil es über diese großen, dynamischen Flusskanäle verfügt“, sagte Dr. Elizabeth Chamberlain, Hauptautorin einer neuen Studie, die am 17. Juni in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.
Sie und ihre Kollegen untersuchten die Deltaregion etwa 100 Kilometer südlich von Dhaka, der Hauptstadt Bangladeschs, mithilfe von Satellitenkarten und digitalen Höhenmodellen, die die talförmigen Kanäle zeigten, in denen der Fluss einst floss.
„Es ist normal, dass sich Flüsse in der Landschaft vollständig von einem Ort zum anderen bewegen, und wir nennen das einen Vorgang, der Abriss genannt wird“, sagte Chamberlain, Assistenzprofessor in der Abteilung für Umweltwissenschaften und Wageningen-Forschung der Universität in den Niederlanden.
Wissenschaftler suchten nach Beweisen für diesen langsamen und stetigen Abrissprozess im Gangesdelta, fanden jedoch Beweise für etwas weitaus Dramatischeres in seiner antiken Vergangenheit, versteckt in Sandkörnern.
Erdbeben verursachen „Sandvulkane“
Nach einem Arbeitstag bemerkten die Forscher eine Grube am Straßenrand, als sie zu ihrem Hotel zurückkehrten. „Da es gerade erst ausgegraben worden war, konnten wir die Stratigraphie oder die Sedimentschichtung an seinen Wänden sehen, und so sprangen wir hinein“, sagte Chamberlain.
Die Forscher bemerkten 10 Fuß lange vertikale Säulen aus hellem Sand inmitten des dunkleren Schlamms: ein deutliches Zeichen dafür, dass ein Flussbett von einem Erdbeben betroffen war. „Sie bekommen sie, weil die Erschütterungen eines Erdbebens dazu führen, dass sich Sand und Schlamm bewegen, und Schlamm bewegt sich anders als Sand“, erklärte Chamberlain. „Der Schlamm ist sehr klebrig, er neigt zum Zusammenkleben und die Sandkörner bewegen sich mehr in einzelnen Stücken, besonders wenn sie im Wasser sind. »
Wenn sich Sandkörner während eines Erdbebens bewegen, gewinnen sie an Volumen. Und wenn diese Sandkörner durch den Schlamm komprimiert werden, erhöht sich der Druck. „Wenn dieser Druck stark genug ist, kann der Sand den Schlamm über ihnen durchbrechen und tatsächlich einen Sandvulkan verursachen“, sagte sie.
In einer Studie vom Juli 2016 rekonstruierte Dr. Michael Steckler, Co-Autor der neuen Arbeit und Geophysiker am Lamont Earth Observatory der Columbia Climate School in New York, zuvor die Bewegungen tektonischer Platten – gigantische Teile der Erdkruste und des oberen Erdmantels bewegen sich langsam – was die Erdbeben im Gangesdelta erklärt.
Seine Modelle zeigten, dass die wahrscheinliche Quelle der Erdbeben in der Region mehr als 160 Kilometer von den von Chamberlain und seinen Kollegen entdeckten Sandvulkanen entfernt liegt. Angesichts der Größe der Sandvulkane muss das Erdbeben eine Stärke von mindestens 7 oder 8 gehabt haben, was in etwa der Stärke des Großen San Francisco-Erdbebens von 1906 entspricht.
Sedimente enthüllen uralte Geheimnisse
Um festzustellen, wann dieses massive Erdbeben stattfand, verwendeten Chamberlain und seine Kollegen eine Methode namens optisch stimulierte Lumineszenz. „Es misst direkt Sand- oder Schlammkörner und beobachtet, wann diese Sedimentkörner zuletzt dem Sonnenlicht ausgesetzt waren“, erklärte sie.
Wenn Sedimentkörner vergraben werden, sind sie einer geringen Strahlung ausgesetzt, die sie als Energie speichern. Um die Sedimentproben nicht mit Licht zu verunreinigen, arbeiteten Chamberlain und seine Kollegen in einer Dunkelkammer und verwendeten ein Werkzeug, um die Strahlungsmenge zu messen, der die Körner ausgesetzt waren, und so herauszufinden, wann die Sedimente durch das Erdbeben verschüttet wurden. Forscher haben berechnet, dass sich die Sandvulkane vor 2.500 Jahren gebildet haben.
Etwa 85 Kilometer von den Sandvulkanen entfernt entdeckten Wissenschaftler außerdem ein großes Flussbett, das sich etwa zur gleichen Zeit mit Schlamm füllte. Diese Entdeckung weist darauf hin, dass sich der Flusslauf vor 2.500 Jahren dramatisch veränderte. Die zeitliche und räumliche Nähe dieser Ereignisse lässt darauf schließen, dass ein gewaltiges Erdbeben vor 2.500 Jahren diese Umleitung des Ganges verursachte.
„Aus technischer Sicht ist die Stabilität unserer Wasserstraßen etwas, das uns große Sorgen bereitet“, sagte Dr. Jonathan Stewart, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der UCLA, der nicht an dem Projekt beteiligt war. Er sagte, die Studie sei „in mehrfacher Hinsicht nützlich“ und lieferte mehr Informationen über die Häufigkeit großer Erdbeben in Bangladesch und die Gebiete, die wahrscheinlich betroffen sein würden, wenn es erneut zu einem schweren Erdbeben käme.
Erdbebenwache heute
Sollte es heute im Gangesdelta zu einem ähnlichen Erdbeben kommen, könnten mehr als 140 Millionen Menschen in der Region betroffen sein. „Diese Ergebnisse können die Bemühungen zur Erdbebenminderung und -vorsorge beeinflussen, indem sie das Risiko ähnlicher Ereignisse in der Zukunft hervorheben“, sagte der Co-Autor der Studie, Dr. Syed Humayun Akhter, Professor für Geologie und Vizekanzler der Open University of Bangladesh.
Er betonte, dass individuelle Maßnahmen und staatliche Anstrengungen, einschließlich Investitionen in seismische Überwachungs- und Frühwarnsysteme, Infrastrukturverbesserungen und öffentliches Bewusstsein, notwendig seien, um die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten, falls es zu einem weiteren Erdbeben kommt.
„Solche Extremereignisse kommen nicht sehr oft vor, daher verfügen wir nicht immer über eine moderne Aufzeichnung aller Ereignisse auf der Erde“, sagte Chamberlain.
Studien wie diese, fügte sie hinzu, „helfen uns, in die Vergangenheit zu blicken und zu verstehen, wie die Erde funktioniert, oder können auf Zeitskalen von 100.000 Jahren oder sogar länger funktionieren.“ Und das ist wirklich wichtig, um zu verstehen, was wir heute an der Oberfläche haben und was in Zukunft passieren könnte. »
Kate Golembiewski ist ein in Chicago ansässiger freiberuflicher Wissenschaftsautor mit besonderem Interesse an Zoologie, Thermodynamik und Tod. Sie moderiert die Comedy-Show „A Scientist Walks Into a Bar“.
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