Steinhart?
Die Abschwächung geologischer Verwerfungen und damit potenzieller Erdbeben hängt stark von der Zusammensetzung des Gesteins und der Verteilung schwacher Mineralien im Material ab, so die Aussage einer in der Zeitschrift Nature publizierten neuen, teilweise EU-finanzierten Studie. Forscher aus Italien und den USA führten Reibungsexperimente auf den Felsen der Zuccale-Verwerfung auf der zu Italien gehörenden Insel Elba durch. Ein Teil dieser Forschung wurde durch eine Finanzhilfe für Nachwuchsforscher (Starting Grant) des Europäischen Forschungsrats (ERC) finanziert. Das Projekt UNSEMS ("Uncovering the secrets of an earthquake: multidisciplinary study of physico-chemical processes during the seismic cycle") erhielt 2 Mio. EUR, um zu einem verbesserten Verständnis der Erdbeben zugrunde liegenden Mechanismen zu gelangen. Einige Verwerfungen mögen stark und stabil erscheinen - die Analysen zeigen jedoch, dass sie aufgrund der Verteilung kleiner Flecken schwacher Mineralien wie Speckstein und Ton immer noch anfällig für Rutsche und Verschiebungen sind. Selbst wenn diese Mineralien nur einen geringen Prozentsatz des Gesteins der Verwerfung bilden, reduzieren diese die Reibung und damit die Stabilität. Das Gleiche gelte für eine mehrschichtige (schuppige) Gesteinsstruktur, wie die Forscher erklären. Proben mit gut ausgebildeter Foliation sind viel schwächer als entsprechende Proben in Pulverform. Entlang sehr feinkörniger Schichten, die aus Phyllosilikaten - schwachen Mineralien wie zum Beispiel Speckstein - zusammengesetzt sind und die Verwerfungszone regelrecht schmieren, tritt Gleitreibung auf. "Abschiebungen - Verwerfungen mit weniger als 45 Grad Neigung - sind ein Problem", sagte Dr. Chris Marone, Professor für Geowissenschaften an der Penn State University in den USA. "Die Standardanalyse gibt an, dass diese Verwerfungen nicht rutschen sollten, da die Bildung einer neuen Verwerfung einfacher als das Rutschen in diese Richtung ist." Standarduntersuchungen konnten kein Licht in dieses Phänomen bringen. "Der übliche Weg, um die Reibung in den Gesteinen einer Verwerfung zu untersuchen, sieht so aus, dass man etwas vom Fels entnimmt und zu einem Pulver zermahlt", fuhr Dr. Marone fort. "Das Pulver wird dann in einer Apparatur untersucht, die Scherkräfte auf die Materialien aufbringt, um die Kraft zu messen, die notwendig wäre, um die Seiten der Verwerfung zu verschieben. "Normalerweise kommen die aus Störungszonen verwendeten Felsproben von unterhalb der Erdoberfläche und es stehen uns dann nur kleine Mengen zur Verfügung, mit denen wir arbeiten können", erläuterte Dr. Marone weiter. "Bei den Proben von der Insel Elba konnten wir einen Rotationsschneider einsetzen und aus dem Felsen eine Scheibe mit der gleichen Ausrichtung schneiden, wie sie auch im Boden gleiten würde." "Diese Abschiebungen sehen nicht so aus, als würden sie jemals etwas anderes tun als herumzukriechen, aber dort könnten Erdbeben auftreten", betonte Dr. Marone. "Es gibt Orte, zum Beispiel in Mittelitalien, wo es an Verwerfungen wie dieser kleine Erdbeben gab."
Länder
Italien, Vereinigte Staaten