// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Neue Methode kartiert Gefahrenzonen für Mega-Erdbeben
Wo statt wann: Ein neues datengetriebenes Verfahren kartiert an Subduktionszonen jene fest verhakten Bereiche, in denen sich über Jahrzehnte Spannung aufbaut. Für Kamtschatka deckte sich die aus älteren GNSS-Daten berechnete Hauptsperrzone auffällig mit dem Bruch des Mega-Erdbebens von 2025. Den Zeitpunkt eines Bebens oder die Stärke eines Tsunamis kann die Methode jedoch nicht vorhersagen.
Riverside (U.S.A.). Die stärksten Erdbeben der Erde entstehen meist an Subduktionszonen, an denen eine Erdplatte unter eine andere abtaucht. Teile der Plattengrenze können dabei durch Reibung fest verhakt sein, während benachbarte Abschnitte langsam kriechen. In den gesperrten Bereichen, den sogenannten Asperitäten, sammelt sich über Jahre bis Jahrzehnte elastische Spannung an.
Forscher der University of California, Riverside (UCR) um Axel J. Periollat haben nun untersucht, wie sich solche Sperrzonen ohne vorab festgelegte Bruchflächen aus geodätischen Messungen ableiten lassen. Ihr Ziel ist keine kurzfristige Erdbebenvorhersage, sondern eine räumliche Eingrenzung jener Abschnitte, an denen besonders viel Spannung gespeichert wird. Als Testfall diente die Subduktionszone vor der russischen Halbinsel Kamtschatka.
„Diese Spannung lässt sich messen“, sagt Gareth Funning von der UCR.
Für ihre Analyse nutzten die Wissenschaftler horizontale GNSS-Geschwindigkeiten, also sehr präzise Messungen der langsamen Bodenbewegung mithilfe globaler Satellitennavigationssysteme. Ein Randelementmodell berechnete daraus, wie unterschiedliche Sperrmuster die beobachtete Verformung an Land erzeugen würden. Ein probabilistischer Suchalgorithmus variierte die gesperrten Elemente dabei immer wieder, ohne die Lage möglicher Asperitäten im Voraus festzulegen.
Entscheidend ist die Art des Tests: Die verwendeten GNSS-Daten stammen aus der Zeit lange vor dem Erdbeben vom 30. Juli 2025. Die Studie wertet diese älteren Messungen jedoch rückblickend aus und vergleicht das daraus berechnete Sperrmuster mit dem später beobachteten Bruch. Sie ist damit kein dokumentierter Echtzeit-Vorhersagetest für das Ereignis von 2025.
Die Modellrechnungen ergaben sechs Bereiche mit besonders hoher Sperrwahrscheinlichkeit. Die größte zusammenhängende Zone deckte sich weitgehend mit dem Hauptbruch des Erdbebens von 2025. Kleinere, besonders kohärente Asperitäten lagen zugleich nahe an den Bereichen, in denen die Brüche von 1952 und 2025 einsetzten.
Auch die Größenordnung der gespeicherten Verformung passt zum jüngsten Mega-Erdbeben. Für die große Sperrzone ergibt sich ein Momentdefizit, das mit der beim Beben von 2025 freigesetzten seismischen Größenordnung vergleichbar ist. Das spricht dafür, dass langfristig stabile Sperrzonen einen wichtigen Hinweis darauf liefern können, wo sehr große Subduktionsbeben bevorzugt brechen.
„Dass es so gut funktioniert hat, bestätigte, dass dieser Ansatz echtes Potenzial hat“, erklärt Axel J. Periollat.
Der Vergleich mit dem Kamtschatka-Beben von 1952 zeigt zugleich, was die Methode nicht leistet. Beide Großbeben rissen offenbar dieselbe langlebige, tiefer liegende Sperrzone auf. In flachen Bereichen nahe dem Tiefseegraben unterschieden sich die Brüche jedoch deutlich, und 1952 war der dortige Versatz wesentlich größer.