Sonnen- und Mondgezeiten als Auslöser von Erdbeben identifiziert

Periodische Gezeitenkräfte von Sonne und Mond können kritisch gespannte Verwerfungen über ihren Bruchpunkt hinausschieben.

TOKIO – Eine neue Modellierungsstudie zeigt, dass die Gravitationskraft von Mond und Sonne langsame Erdbeben auslösen kann, wenn die Periode der Gezeitenbelastung mit der intrinsischen Reaktionszeit einer Verwerfung übereinstimmt, wie ScienceAlert berichtete. Dieser Effekt ähnelt einer mechanischen Resonanz in einem abgestimmten System. Ob eine Verwerfung harmlos kriecht oder sich in eine energetischere Episode verwandelt, hängt von der Amplitude und der Dauer der Gezeitenstörung ab.

Das Forschungsteam baute ein numerisches Rahmengerüst mit einem Feder-Block-System und Reibungsgesetzen auf, um zu veranschaulichen, wie Gesteinsflächen unter geringen Lasten abwechselnd haften und gleiten, wie Scienze Notizie berichtete. In den Berechnungen erreichten die ausgeübten Gezeitenspannungen nur wenige Kilopascal, was dem Druck eines leichten Handdrucks entspricht. Dennoch erfasste das Modell Bedingungen, unter denen ein Anstieg der Gleitgeschwindigkeit zu einer Verringerung der Reibung und einer Verstärkung der Verwerfungsbewegung führte. Wenn die Gezeitenperiode mit der natürlichen Reaktionszeit der Verwerfung übereinstimmt, kann minimale Kraftwirkung durch mechanische Resonanz akkumuliert werden, wie EL UNIVERSO berichtete.

Die Modellierung hilft zu erklären, warum einige Regionen Gezeiten-Fingerabdrücke in ihrer langsamen Seismizität zeigen. Die Treibaktivität in Südwestjapan und Cascadia erreicht häufig alle 12 und 24 Stunden ihren Höhepunkt, was den halbtägigen und täglichen Gezeiten entspricht. Die zeitliche Abstimmung der Ereignisse im Modell kann sich an verschiedenen Teilen des Zyklus ausrichten: Einige Episoden folgen dem Moment der höchsten Gezeitenspannung, andere treten während der schnellsten Änderung der Gezeitenbelastung auf. Diese zeitlichen Verhaltensweisen bieten eine Möglichkeit, die Eigenschaften der Verwerfung aus der Art und Weise abzulesen, wie sie auf den vorhersehbaren Druck der Sonne-Mond-Gezeiten antwortet.

Da die Studie ein einzelnes Segment einer Verwerfung isoliert, gelten die Ergebnisse in erster Linie für lokale, langsame Phänomene und stützen nicht den allgemeinen Schluss, dass Gezeiten große Erdbeben auslösen. Dennoch zeigt das System praktische Wege auf, um Verwerfungsparameter wie die Reibungsfestigkeit zu bestimmen, indem gemessene seismische Aktivität mit bekannten Gezeitenzyklen verglichen wird. Die Simulationen legen auch nahe, dass gezeitenbedingtes Gleiten entweder als geringfügiger Tremor bestehen bleiben oder verbleibende Spannungsänderungen hinterlassen kann, die die Verhaltensweise großer Plattengrenzen beeinflussen könnten.