Neue numerische 3D-Simulationen zeigen eine viel höhere geometrische Komplexität eines aktiven Verwerfungssegments im Süden Kaliforniens als alle bisherigen. Sie deuten darauf hin, dass die allgemeine Bedrohung durch Erdbeben für Städte auf der Westseite des Coachella Valley – etwa Palm Springs oder Palm Desert – etwas geringer sein könnte als bislang angenommen.
Die neuen Simulationen der Deformation von drei verschiedenen Verwerfungskonfigurationen für das Coachella-Valley-Segment der San-Andreas-Verwerfung erscheinen in der Dezember-Ausgabe des Journals Geosphere. Sie wurden von den Geowissenschaftlern Michele Cooke und Laura Fattaruso von der University of Massachusetts in Amherst und Rebecca Dorsey von der University of Oregon durchgeführt.
Das Coachella-Valley-Segment ist der südlichste Teil der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien. Für die nahe Zukunft besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen großen Bruch, weil es ein sich wiederholendes Intervall von etwa 180 Jahren gibt und es seit 300 Jahren keinen Bruch gab.
Die Forscher räumen ein, dass ihre neue Simulation “eine recht kontroverse Interpretation” der Daten bietet. Viele Geowissenschaftler würden keine abfallende Verwerfungsgeometrie für die San-Andreas-Verwerfung im Coachella Valley akzeptieren, sagten sie. Manche argumentieren, dass die Daten die abfallende Struktur nicht bestätigen. “Unser Beitrag zu dieser Debatte ist, dass wir die Daten mit einem anhebenden Muster ergänzen, was eine abfallende aktive Verwerfung unterstützt und die anderen Modelle zurückweist”, sagten Cooke und ihre Kollegen.
Ihr neues Modell lässt auf einen 10-prozentigen Anstieg der Erschütterungen für das gesamte Coachella-Segment schließen. Aber für die Städte westlich der Verwerfung, wo die meisten Menschen leben, zeigt es weniger Erschütterungen aufgrund der abfallenden Geometrie an. In den meisten unbewohnten Gebieten östlich der Verwerfung weist es auf eine Verdopplung der Erschütterungen hin. “Dies ist kein direktes Ergebnis unserer Arbeit, aber ein Anhaltspunkt”, fügten sie hinzu.
“Andere Forscher haben eine abfallende San-Andreas-Verwerfung in ihren Modellen verwendet, aber sie haben nicht den Grad der Komplexität berücksichtigt, so wie wir es taten. Indem wir die Zweitverwerfungen innerhalb der Mecca Hills miteinbezogen, haben wir das Anhebungsmuster der Region genauer erfasst”, sagte Cooke.
“Andere Wissenschaftler verglichen zwei verschiedene geodätische Datensätze, und weil wir es mit der Anhebung verglichen, war es wichtig, dass wir diese Komplexität erfassen”, sagte Fattaruso. In diesem Fall ist die Geodäsie die Wissenschaft von der Vermessung und Darstellung der Erde und ihrer Krustenbewegungen, wobei die geologischen Prozesse dreidimensional im Verlauf der Zeit berücksichtigt werden.
Die meisten anderen Modelle über Deformationen, Belastungen, Brüche und Bodenerschütterungen hätten vorausgesetzt, dass die südliche San-Andreas-Verwerfung vertikal ist, sagten Cooke und ihre Kollegen. Seismische, magnetometrische und optische Untersuchungen, sowie GPS-basierte Beobachtungen deuten jedoch darauf hin, dass die Verwerfung in einem Winkel von 60-70 Grad nach Nordosten abfällt – eine Hypothese, die sie erforschen wollten.
Insbesondere untersuchten sie drei alternative geometrische Modelle für das Coachella-Valley-Segment der San-Andreas-Verwerfung mit höherer Komplexität. Dazu gehörte die Einbeziehung kleinerer Gräben in den nahen Indio Hills und Mecca Hills. “Wir nutzen lokale Anhebungsmuster in den Mecca Hills, um die plausibelste Geometrie für die San-Andreas-Verwerfung im Coachella Valley herauszuarbeiten und das Zusammenspiel von Verwerfungsgeometrie und Deformationen besser zu verstehen”, schreiben sie.
Cooke und ihre Kollegen sagen, dass die Verwerfungsstrukturen in ihrem bevorzugten Modell mit der Verteilung der lokalen Seismik und mit geodätischen Beobachtungen kürzlicher Spannungen übereinstimmen. “Krustendeformationsmodelle, die den nordöstlichen Abfall der San-Andreas-Verwerfung im Coachella Valley außer Acht lassen, werden die Bodenerschütterungen in der Region nicht nachbilden und deshalb ungenaue seismische Bedrohungen liefern”, stellten sie fest.
Diese Forschungsarbeit wurde von der National Science Foundation unterstützt.
Quelle: http://www.umass.edu/newsoffice/article/re-thinking-southern-california-earthquake
(THK)
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