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Direkt ins Herz

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 23.08.2007 14:36

Zwar haben wir nur Schwarz-Weißbilder von der Trümmerlandschaft nach dem großen San-Francisco-Beben von 1906, aber trotzdem zeigen die Aufnahmen die ganze Macht eines Bebens, bei dem der Boden unter der Stadt mit einem Schlag einen Sprung von mehr als vier Metern gemacht hat. Seit damals hat die Erde in Kalifornien immer wieder einmal gebebt, aber man wartet noch auf das nächste ganze große Beben. Um mehr darüber zu lernen, was bei einem Beben im Untergrund passiert, wird gerade eine mehr als drei Kilometer tiefe Bohrung mitten in die San Andreas Störung hinein geführt. Die San-Andreas-Verwerfung ist eine der gefährlichsten Erdbebenlinien überhaupt.

Sie zielen direkt ins "Herz" der Erdbeben: Mehr als drei Kilometer tief haben die Seismologen ihre Bohrung vorgetrieben: zunächst senkrecht, dann schräg, genau in die Nahtzone zwischen der pazifischen und der nordamerikanischen Platte hinein "Es ist das erste Mal, dass wir direkt in eine ganz große, aktive Störungszone bohren. Wir errichten dort das weltweit erste Erdbebenobservatorium direkt am Bebenherd, um die Mechanik der Beben besser verstehen, wie der Bruch beginnt und sich dann über die Störung fortsetzt", sagt Bill Ellsworth vom Geologischen Dienst der Vereinigten Staaten USGS in Menlo Park.

Das Bohrloch liegt bei Parkfield im Küstengebirge Kaliforniens, auf halbem Weg zwischen Los Angeles und San Francisco. "Unser Bohrloch beginnt in Graniten, die die Wurzeln eines alten Gebirges am Rand der Pazifischen Platte sind", beschreibt Ellsworth. Von der Pazifischen Platte bohren sich die Menschen dann durch die gefährliche San-Andreas-Störung hindurch, bis sie in die Nordamerikanische Platte eindringen. "Dort werden wir auf Tonsteine treffen", meint Bill Ellsworth, "die vor vielen Millionen Jahren einmal der Meeresboden vor der damaligen Westküste Nordamerikas gewesen sind."

Über Jahrmillionen haben sich die Schollen diesseits und jenseits der Verwerfung um mehrere hundert Kilometer gegeneinander bewegt - und die Landmassen schleifen unablässig weiter aneinander vorbei: Die Folge: Täglich zittert die Erde an dieser Störungszone Dutzende Male - meist unmerklich. "Wir bohren in ein Gebiet, in dem keine großen Beben entstehen, weil sich die beiden Platten hier nur sehr langsam bewegen", so Ellsworth. Die Erdbebenherde sind in dieser Zone flach, so die US-Geologen mit empfindlichen Instrumenten direkt in die "Erdbebenmaschine" selbst hinein sehen können. "Diese Bebenherde haben hier die Größe eines Fußballfeldes", meint Ellsworth. Südlich und nördlich von Parkfield, dort wo man "The Big One" erwartet, kann sich die Erde schlagartig über Kilometer hinweg bewegen.

Mit Observatorien wie dem in Parkfield wollen die Geophysiker beobachten, was im Erdinneren abläuft, wenn sich Krustenplatten verhaken, Spannungen sich aufbauen und schlagartig abgebaut werden. Die Stelle ist gut gewählt: Schon während des Bohrens hat es mehrere Beben gegeben: "die allerdings nicht durch uns verursacht worden sind", versichert Bill Ellsworth. Die Wissenschaftler bohren nicht einfach Löcher in den Untergrund, sondern bauen so etwas wie Schächte, deren Wände mit Stahl und Beton befestigt werden. "Das machen wir, damit wir unsere Messinstrumente einsetzen können", erklärt Ellsworth. Die werden an Kabeln oder durch eine spezielle Stahlröhre bis direkt an die Störung hinuntergelassen und sollen sich dort an den Wänden der Bohrung "festkrallen". Vor Ort wird die Temperatur gemessen werden, die Reibung, Veränderungen im Druck oder in der chemischen Zusammensetzung der Wässer im Untergrund, und vor allem sollen empfindliche Seismometer selbst feinste Bodenbewegungen wahrnehmen.

Fünfzehn Jahre lang soll das Experiment laufen. Die Seismologen wollen diverse Ideen dazu überprüfen, wie der Bruch beginnt: etwa die, dass vor einem Beben an Klüften Wasser aus den Steinen quillt und zum Schmiermittel wird. "Unsere Instrumente werden unter extremen Bedingungen arbeiten", so Ellsworth, "der Umgebungsdruck in drei Kilometern Tiefe ist sehr hoch, so, als wären wir am Boden der Tiefsee. Aber gleichzeitig ist es etwa 130 Grad C heiß. Trotz dieser rauen Umgebung müssen sie über viele Jahre halten." Derzeit sind die Geophysiker erst einmal froh, dass die Bohrung selbst problemlos war, und es keine Ausbrüche von heißen Gasen oder Flüssigkeiten aus verborgenen Taschen im Untergrund gegeben hat. "Als nächstes würde ich gerne in einen Teil der San Andreas-Verwerfung bohren, von dem wir wissen, dass sich dort gerade große Spannungen aufbauen, die sich in einem starken Beben entladen könnten. Dann könnten wir das Geschehen dort besser verstehen, wo es wirklich große Beben gibt."