GPS-Daten können große Erdbeben bereits Stunden vor ihrem Auftreten erkennen

Eine umfassende Analyse der GPS-Zeitreihendaten zeigt, dass zwei Stunden vor großen Erdbeben eine vorläufige Phase der Verwerfungsverschiebung auftrat. Allerdings bleibt die derzeitige Unfähigkeit von Überwachungsinstrumenten, solche Verschiebungen im Ausmaß einzelner Erdbeben zu erkennen, eine große Herausforderung für die praktische Erdbebenvorhersage.

Systematische globale Analyse von GPS Zeitreihendaten für fast 100 schwere Erdbeben deuten darauf hin, dass es eine Vorbereitungsphase für die Verwerfungsverschiebung gibt, die etwa zwei Stunden vor dem seismischen Bruch auftritt.

Die Analyse von GPS-Zeitreihendaten von fast 100 schweren Erdbeben weltweit ergab Hinweise auf eine Vorbereitungsphase für die Verwerfungsverschiebung, die etwa zwei Stunden vor dem seismischen Bruch auftritt.

In einer ähnlichen Perspektive schreibt Roland Bürgmann: „Wenn bestätigt werden kann, dass die Erdbebenverstärkung oft eine Vorphase von Stunden umfasst, und die Mittel entwickelt werden können, um sie zuverlässig zu messen, kann eine Vorwarnung ausgegeben werden.“

Das Bestreben, große Erdbeben vorherzusagen, ist ein langfristiges, aber schwer erreichbares Ziel.

Die Herausforderung der kurzfristigen Erdbebenvorhersage

Kurzfristige Erdbebenvorhersagen, bei denen eine Warnung Minuten bis Monate vor einem Erdbeben ausgegeben wird, hängen vom Vorhandensein eines klaren und beobachtbaren geophysikalischen Vorgängersignals ab. Frühere retrospektive Studien haben gezeigt, dass in Verwerfungen vor dem Hauptschock ein langsamer seismischer Schlupf zu beobachten ist, der als möglicher Vorläufer dienen kann. Der Zusammenhang zwischen diesen Beobachtungen und seismischen Brüchen bleibt jedoch unklar. Diese Unsicherheit entsteht, weil diese Beobachtungen einem Ereignis nicht direkt vorausgehen und häufig ohne Erdbeben stattfinden, sodass ein genaues vorläufiges Signal für die Vorhersage der beteiligten großen Erdbeben zurückbleibt.

Weltweite Suche nach Warenschlupffehlern

In diesem Artikel präsentieren Quentin Bletery und Jean-Mathieu Nocquet eine umfassende globale Untersuchung des kurzfristigen Schlupfs vor großen Erdbeben. Mithilfe globaler GPS-Zeitreihendaten von 3.026 geodätischen Stationen weltweit bewerteten Bletery und Noquet Verwerfungsverschiebungen bis zu zwei Stunden vor 90 verschiedenen Erdbeben der Stärke 7 und höher. Die statistische Analyse dieser Daten ergab ein subtiles Signal, das mit einer Periode exponentieller Beschleunigung des Verwerfungsgleitens in der Nähe des Epizentrums übereinstimmt, die etwa zwei Stunden vor dem Bruch begann.

Die Bedeutung der Studie und ihre Grenzen

Den Autoren zufolge deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass viele große Erdbeben mit einer Vorrutschphase beginnen oder dass die Beobachtungen den abschließenden Teil eines längeren und schwierigeren Vorrutschmessprozesses darstellen könnten. Obwohl Bletery und Noquet Hinweise auf ein Vorläufersignal liefern, das großen Erdbeben vorausging, weisen sie darauf hin, dass aktuelle seismische Überwachungsinstrumente nicht über die erforderliche Abdeckung und Auflösung verfügen, um passiven Schlupf im Ausmaß einzelner Erdbeben zu erkennen oder zu überwachen.

Borgmann schreibt: „Obwohl die Ergebnisse von Bletery und Nocquet darauf hindeuten, dass es tatsächlich eine einstündige Vorläuferphase geben könnte, ist nicht klar, ob solche langsamen Beschleunigungen eindeutig mit großen Erdbeben verbunden sind oder ob sie für einzelne Ereignisse damit gemessen werden können.“ Genauigkeit Um eine nützliche Warnung bereitzustellen.

Referenz: „The Prelude to Large Earthquakes“ von Quentin Plettieri und Jean-Mathieu Noquet, 20. Juli 2023, hier verfügbar. Wissenschaften.
DOI: 10.1126/science.adg2565