Eine dünne, rutschige Schicht uralten Tons, verborgen unter dem Pazifischen Ozean, ermöglichte es dem Erdbeben von 2011 in Japan, bis zum Meeresboden aufzubrechen und den Ozeanboden in sechs Minuten um bis zu 60 Meter zu verschieben. Diese Bewegung löste den Tsunami aus, der fast 20.000 Menschen tötete und Schäden von über 200 Milliarden Dollar verursachte.
Wissenschaftler hatten noch nie gesehen, dass sich eine Verwerfung so verhält. Die Entdeckung stammt von der tiefsten wissenschaftlichen Meeresbohrung, die je durchgeführt wurde, einem Projekt, das etwa 7.900 Meter in den Meeresboden des Japangrabens bohrte.
Eine 30 Meter dicke Schicht weichen Tons veränderte alles
Forscher an Bord des Forschungsschiffs Chikyu bargen Sedimentproben aus dem Graben östlich von Japan. Sie fanden eine 30 Meter dicke Schicht aus pelagischem Ton, einem extrem weichen und rutschigen Sediment, das sich über Millionen von Jahren bildete, als mikroskopisch kleine Partikel auf den Meeresboden sanken. Diese Tonschicht lag zwischen viel stärkerem Gestein eingeschlossen.
Während des Erdbebens der Stärke 9,1 im Jahr 2011 ermöglichte der weiche Ton, dass die Verwerfung viel näher am Meeresboden aufbrach als üblich. Die meisten großen Erdbeben beginnen tief unter der Erde. Das Nisqually-Erdbeben von 2001 im pazifischen Nordwesten begann zum Beispiel etwa 51 Kilometer unter dem Meeresboden. Der Bruch des Japan-Erdbebens von 2011 erreichte nur etwa 24 Kilometer Tiefe und ließ ihn bis zum Graben gleiten.
Warum die Anwohner sich für das interessierten, was unter den Wellen lag
Für Gemeinden entlang der japanischen Küste veränderte die Katastrophe von 2011 das Leben. Fast 20.000 Menschen starben. Ganze Städte wurden weggespült. Die wirtschaftlichen Schäden überstiegen 200 Milliarden Dollar. Zu verstehen, warum der Tsunami so groß wurde, ist nicht nur für die Geschichte wichtig, sondern auch für die zukünftige Vorsorge.
Christine Regalla, außerordentliche Professorin an der Northern Arizona University und Koautorin der in Science veröffentlichten Studie, sagte, der Meeresboden habe sich außergewöhnlich stark um 40 bis 60 Meter verschoben. Sie verglich es damit, dass sich die gesamte Fläche zwischen Los Angeles und San Francisco in nur sechs Minuten um diese Distanz bewegt. Basierend auf dem, was Wissenschaftler zuvor wussten, hielten sie eine solche Bewegung nicht für möglich.
Guinness World Records erkannte die Expedition als das tiefste jemals abgeschlossene wissenschaftliche Meeresbohrprojekt an. Mehr als ein Dutzend Wissenschaftler aus aller Welt analysierten die Proben.
Die Entdeckung der verborgenen Tonschicht bietet eine neue Möglichkeit, darüber nachzudenken, wo und wie zukünftige Mega-Erdbeben und Tsunamis auftreten könnten. Ähnliche Tonablagerungen könnten in anderen Subduktionszonen rund um den Pazifik existieren. Sie zu identifizieren könnte helfen, vorherzusagen, welche Verwerfungen das größte Risiko für einen Tsunami wie den in Japan darstellen.
