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Beben durch Bewässerung

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 26.05.2014 11:58

Das GPS öffnete den Geowissenschaftlern ganz neue Möglichkeiten: Mit Hilfe der Satellitenbeobachtung können sie höchst genau identifizieren, wie sich die Landoberfläche bewegt, und die Analyse offenbart manche Überraschung. Etwa im kalifornischen San-Joaquin-Valley, zwischen der Sierra Nevada und der Küstenkordillere. Anscheinend kann die Bewässerung dieser fruchtbaren Ebene Erdbeben auslösen. Mehr darüber steht im Fachmagazin "Nature".

Zieht sich durch weite Teile Kaliforniens: San-Andreas-Verwerfung. (Bild: USGS)Seit dem San-Francisco-Beben von 1906 warten die Kalifornier auf "The Big One", das nächste große Beben an der San-Andreas-Verwerfung, das vielleicht Los Angeles trifft. Deshalb wird die berühmte Störungszone unter anderem eng mit GPS-Stationen überwacht. Mit ihrer Hilfe analysierte eine Gruppe von Geologen über viele Jahre hinweg, wie sich der Untergrund im San-Joaquin-Valley in der Vertikale bewegt. Den Daten zufolge reagiere der Untergrund dort sehr empfindlich auf äußere Einflüsse, erklärt Roland Bürgmann von der University of California in Berkeley: "Wir fanden heraus, dass sich die Bergketten beiderseits des Tals mit einem bis drei Millimetern pro Jahr heben. Das ist geologisch gesehen überraschend schnell. Überprägt wird dieser generelle Trend durch ein jahreszeitliches Auf und Ab: Im Winter sinkt das Land um ein oder zwei Millimeter, während es im Sommer um diesen Betrag zusätzlich steigt." Zunächst gingen die Forscher davon aus, dass dieser grundlegende, langfristige Aufstieg durch die Plattentektonik verursacht wird, beispielsweise durch Bewegungen an der San Andreas Verwerfung. Die genaue Analyse der Daten zeigte jedoch, dass sich die Bewegungen mit klimatischen Signalen korrelieren lassen: "Die langfristige Hebung hat zumindest teilweise mit der anhaltenden Dürre zu tun, damit, dass die Last des Wassers auf der Oberfläche sinkt. Dadurch hebt sich das Land", führt Roland Bürgmann aus. Die jahreszeitlichen Schwankungen spiegeln hingegen die Schneelast im Winter wider, wie Niederschläge Grundwasserspeicher und Flüsse füllen und wie der Mensch durch die intensive Bewässerung in der Region diese Speicher im Sommer wieder leert.

 

Seismologen des Amerikanischen Geologischen Dienstes hatten schon früher festgestellt, dass sich im Spätsommer und Herbst Mikrobeben häufen. Nun lässt sich dieses Phänomen erklären: "Wenn wir Grundwasser abpumpen, entlasten wir die Erdkruste, und das verändert den tektonischen Stress ein wenig: Deshalb treten im Spätsommer mehr Mikrobeben auf." Die Aktivität des Menschen beeinflusse also die Bebentätigkeit an der San-Andreas-Verwerfung, und die Folgen der Dürre wirkten in dieselbe Richtung: "Derzeit geht es um sehr kleine Beben. Aber inzwischen wissen wir, dass während eines Schwarms kleiner Beben statistisch gesehen die Wahrscheinlichkeit eines großen Bebens steigt", warnt der Seismologe.


Mit einem Netz an GPS-Stationen überwacht der USGS die San-Andreas-Verwerfung. (Bild: Nature/UNAVCO)Dass der Mensch Erdbeben auslösen kann, ist seit einigen Jahren klar. Bislang ging es dabei um Bergbau oder Eingriffe in tiefere Bereiche der Erdkruste wie Fracking, Geothermie, Verpressen von flüssigen Abfällen oder die Ölförderung: "Diese Arbeiten laufen bei sehr hohem Druck tief in der Erdkruste ab, wo wir so die Entstehung von Erdbeben begünstigen. Bei dem Phänomen im San-Joaquin-Valley geht es jedoch um einen ganz anderen Mechanismus, nämlich darum, dass Grundwasser an oder nahe der Oberfläche bewegt wird", so Roland Bürgmann. "Wir haben den Einfluss des Menschen auf die Tektonik bislang eher ignoriert, weil wir ihn für zu klein hielten", bewertet Paul Lundgren vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena die Arbeit seiner Kollegen: "Aber nun erkennen wir, dass wir selbst durch vergleichsweise geringe Veränderungen wie etwa durch das Abpumpen von oberflächennahem Grundwasser Einfluss auf eine tektonische Verwerfung haben können." Dieser Mechanismus träfe nicht nur Kalifornien: Er sollte auch in Nordindien auftreten, wo ebenfalls große Mengen an Grundwasser gepumpt werden. In Zukunft wird wohl noch mehr Grundwasser gepumpt werden, und das könnte unerwartete Folgen haben.