Vormals geheime Daten der Ölgesellschaft enthüllen ein großes aktives Verwerfungssystem unter dem Großraum Los Angeles, das höchstwahrscheinlich das Whittier Narrows-Erdbeben der Stärke 5,9 im Jahr 1987 verursachte, sagten Forscher am Donnerstag.
Diese vergrabene Verwerfung könnte zu größeren und noch schädlicheren Erdbeben fähig sein als das Northridge-Beben von 1994, so die heute in Science veröffentlichte Studie.
Die Entdeckung ist die jüngste in einer Reihe von Erkenntnissen über regionale seismische Gefahren, die einige Experten dazu veranlasst haben, zu hinterfragen, ob die Sicherheitsstandards und Bauvorschriften für Erdbeben in Südkalifornien verschärft werden sollten.
Die neu entdeckte Verwerfung „ist eindeutig eine Quelle größerer Erdbeben und könnte wahrscheinlich viel Schaden in der Gegend von L.A. anrichten“, sagte der Geophysiker John H. Shaw von der Harvard University, der die Studie zusammen mit Peter M. Shearer von der Scripps Institution of Oceanography in La Jolla durchführte. „
Die neu entdeckte Verwerfungszone, die Puente Hills Verwerfung genannt wird, verläuft in drei breiten Segmenten über fast 25 Meilen unter der Innenstadt von Los Angeles, durch Santa Fe Springs und in die Coyote Hills im nördlichen Orange County. Die aktive Verwerfungszone umfasst mehrere hundert Quadratmeilen dicht besiedelter städtischer Gebiete.
Von der Oberfläche aus unsichtbar, handelt es sich um ein blindes Verwerfungssystem, das tief im gebrochenen Geschirr der Erdkruste verborgen ist. Sie ist der Verwerfung sehr ähnlich, die das Northridge-Erdbeben der Stärke 6,7 verursachte, das 57 Menschen tötete, 20.000 Menschen obdachlos machte und 40 Milliarden Dollar Schaden anrichtete.
Könnte 7,0-Erdbeben erzeugen
Unter den extremsten Umständen könnte die Puente-Hills-Verwerfung Erdbeben der Stärke 7,0 erzeugen. Ihre zerstörerische Energie würde wahrscheinlich vor allem in dicht besiedelte Ballungsgebiete geleitet werden.
Wissenschaftler grübeln schon lange über die Möglichkeit, dass sich unter der Stadt große Erdbebenverwerfungen verbergen. Die neuen Forschungen geben ihren Befürchtungen zum ersten Mal konkrete Gestalt, indem sie direkte Bilder einer aktiven Verwerfung liefern, die sich unter dem Asphalt und dem Stahl des städtischen Los Angeles verbirgt, so führende Autoritäten für die Geologie des Beckens.
Allerdings bedeute die Entdeckung keine ernsthafte Erhöhung des allgemeinen Erdbebenrisikos für die Region Los Angeles, da sich die tektonische Energie – und das damit verbundene Risiko großer Erdbeben – im Becken relativ konstant aufbaue.
„Eine neue Verwerfung zu finden, bedeutet nicht, dass sich die allgemeine Gefahr verändert hat, sondern dass wir mehr darüber wissen, wo ein Erdbeben auftreten könnte und wie groß es wahrscheinlich sein wird“, sagte der Seismologe David Ward vom U.S. Geological Survey. „
Wie ganz Südkalifornien ist auch das Los Angeles Basin in einem Schraubstock gefangen, der durch die Quetschung zweier riesiger tektonischer Platten – der pazifischen und der nordamerikanischen -, die gegeneinander gepresst werden, mit einer Rate von etwa einem Viertelzoll pro Jahr zusammengedrückt wird.
Der größte Teil dieser Energie wird in der seltenen, aber explosiven Bewegung eines Erdbebens freigesetzt, bei dem sich das Abrutschen von Gesteinen entlang einer Verwerfungslinie in einem Augenblick von ein paar Bruchteilen eines Zolls pro Jahr auf 5.000 Meilen pro Stunde beschleunigen kann. Im vergangenen Jahr gab es in Südkalifornien mehr als 11.700 Erdbeben messbarer Stärke.
Um die Puente Hills-Verwerfung zu kartieren, analysierten die Forscher von Harvard und Scripps seismische Daten, die bei den Bohrungen von Hunderten kommerzieller Ölquellen im L.A. Basin gesammelt wurden. Insgesamt wurden in den letzten 50 Jahren etwa 40.000 Bohrungen im L.A.-Becken durchgeführt, um das in den komplexen Falten und Verwerfungen der Region eingeschlossene Öl und Gas anzuzapfen, aber nur ein Bruchteil der von den Geologen der Erdölfirmen gesammelten Informationen wurde jemals veröffentlicht. „Diese Daten sind tendenziell geheimnisvoll“, sagte Shaw. „Es war so teuer, sie zu sammeln. Bis zu einem gewissen Grad bleibt es ein Rätsel.“
Aus den verfügbaren Daten der Industrie, die gemessen haben, wie Schallwellen durch das Gestein wandern, haben die Forscher ein Bild des Verwerfungssystems erstellt, so wie Ärzte ein Sonogramm eines ungeborenen Kindes erstellen.
Thomas Henyey, Direktor des Southern California Earthquake Center, bestätigte die Schlussfolgerungen der Wissenschaftler: Sie haben eine bisher unbekannte Verwerfung lokalisiert, sie mit dem Whittier Narrows-Beben in Verbindung gebracht und sie mit ungewöhnlicher Klarheit kartiert.
Das Whittier Narrows-Beben, das etwa ein Zehntel des Verwerfungssystems betraf, tötete acht Menschen, verletzte 200 und verursachte Schäden in Höhe von 354 Millionen Dollar in den Gebieten Pasadena, Alhambra, San Gabriel und Whittier. Bis jetzt hatten viele Forscher das Beben vom 1. Oktober 1987 östlich der Innenstadt dem Elysian-Park-System zugeschrieben, das sich über 11 Meilen durch die Stadt zieht.
„Bis jetzt hatten wir das Gefühl, dass es dort unten eine Verwerfung gibt, aber wir konnten sie nicht wirklich sehen“, sagte Henyey. „
Die Oberfläche der Verwerfungsebene schneidet über die vergrabenen Felsen wie ein gewinkeltes Blatt Papier, wobei die höchste Kante schräg nach Westen und die tiefste nach Osten verläuft.
Der höchste Punkt befindet sich 1,8 Meilen unterhalb des Dodger Stadiums und der Hochhaustürme des Bunker Hill in der Innenstadt, so die Experten. Der tiefste bekannte Punkt liegt mehr als 9 Meilen tief, nördlich von Whittier.
Jedes der drei Segmente der Verwerfung könnte für sich genommen ein Erdbeben der Stärke 6,0-6,5 erzeugen, sagte Shaw, aber wenn alle drei gleichzeitig brechen würden, könnten sie ein Beben der Stärke 7,0 verursachen.
Gewappnet mit ihren neuen Verwerfungsdaten waren Shearer und Shaw dann in der Lage, den Hauptschock des Whittier Narrows Bebens zu lokalisieren.
„Es sieht so aus, als hätten sie eine 12 Jahre alte Geschichte abgeschlossen, nämlich welche Verwerfung das Whittier Narrows-Erdbeben verursacht hat“, sagte der Caltech-Seismologe Kerry Sieh, der zusammen mit Simon LeVay ein neues Buch über Erdbeben mit dem Titel „The Earth in Turmoil“ verfasst hat.“
Besorgnis über Gebäude
Thomas H. Heaton, ein Caltech-Professor für Ingenieurseismologie, sagte, dass die Entdeckung einer großen Verwerfung direkt unter Los Angeles die Besorgnis über die Sicherheit vieler älterer Betonrahmenkonstruktionen und neuerer, flexibler Hochhäuser mit Stahlrahmen in der Region schärfen sollte.
„Wenn man in ein starkes Beben gerät, sieht man sehr schwere Schäden und das Potenzial, dass Gebäude einstürzen“, sagte Heaton. „
Dieser spezielle Bericht bestätigt die Vorstellung, dass diese Arten von Bodenbewegungen direkt unter der Stadt möglich sind.“
Forscher kämpfen immer noch darum, die Buchhaltung der Plattentektonik zu beherrschen, um zu lernen, wie sich Erdbeben, Verwerfungen und seismische Energie im L.A.-Becken ausgleichen.
Viele der bekanntesten Verwerfungen brechen vielleicht nie wieder auf, während einige potenziell schädliche Verwerfungen sich weiterhin der Entdeckung entziehen, weil sie keine Spuren an der Oberfläche hinterlassen.
Der USC-Geologe James F. Dolan nannte die neueste Entdeckung „eine beeindruckende Leistung“
„Es ist unglaublich wichtig, dass wir wissen, wo diese aktiven Strukturen sind, weil sie diejenigen sind, die die zukünftigen Erdbeben produzieren“, sagte Dolan.