🌋 Eine Studie hat ergeben, dass die als „unmöglich“ geltenden Erdbeben im Erdmantel tatsächlich weltweit auftreten

Forscher waren sich einst nicht sicher, ob es Erdmantelbeben überhaupt gibt. Jetzt verfügen sie über eine globale Karte dieses mysteriösen Phänomens.

Erdbeben, die die mittlere Erdschicht erschüttern, könnten weiter verbreitet sein als bisher angenommen.

Eine neue Karte dieser mysteriösen Tiefenbeben zeigt, dass sie weltweit auftreten und verschiedene Ursachen haben können. „Das ist interessant“, sagte Simon Klemperer , Geophysiker an der Stanford University und Hauptautor der Studie, „denn Erdmantelbeben galten einst als unmöglich oder zumindest selten.“

Diese Beben entstehen unterhalb der sogenannten Mohorovičić-Diskontinuität, kurz „Moho“ – der Grenze zwischen der spröden Erdkruste und dem heißeren, zähflüssigeren Erdmantel.

„Wir glauben, dass dies eindeutig beweist, dass es in sehr vielen Regionen der Welt Erdbeben unterhalb der Moho-Diskontinuität gibt“, sagte Klemperer gegenüber Live Science. „Es handelt sich nicht nur um bestimmte Orte. Möglicherweise ist es allgegenwärtig.“

Die meisten Erdbeben entstehen in der Erdkruste, die wie eine Schicht aus geröstetem Zucker über dem weicheren, verformbareren Erdmantel liegt. Diese spröde Kruste kann sich nicht verformen und bricht daher unter Spannung, wodurch der Boden sich verschiebt und bebt. Lange Zeit glaubten Geowissenschaftler, dies sei im Erdmantel unmöglich, da dieser eine zähe, karamellartige Konsistenz hat und eher fließt als bricht.

Doch im Laufe der Jahre haben Seismologen bei der Erforschung von Erdbeben Hinweise auf Beben mit tiefen Epizentren in mehr als 35 Kilometern Tiefe gefunden, die unterhalb der Moho-Diskontinuität liegen würden.

Doch die genaue Lokalisierung dieser Beben ist schwierig, insbesondere wenn sie schwach sind. Im Allgemeinen liegen diese Erdbeben so tief, dass sie an der Oberfläche nicht spürbar sind, unabhängig von ihrer Stärke. Die Tiefe der Moho-Diskontinuität variiert zudem von Ort zu Ort, sodass es möglich ist, dass einige sehr tiefe Beben noch immer in der Erdkruste stattfinden.

Herkömmliche Methoden zur Lokalisierung von Mantelbeben erforderten ein genaues Verständnis der Krustendicke an der jeweiligen Stelle. Klemperer und sein Co-Autor, der Stanford-Doktorand Shiqi Wang , entwickelten jedoch eine Methode, die spezifische Arten von Erdbebenscherwellen nutzt, die sich bevorzugt in der Kruste oder im Mantel ausbreiten. Das Muster dieser Wellen bei jedem einzelnen Erdbeben kann Aufschluss darüber geben, ob es oberhalb oder unterhalb der Moho-Diskontinuität seinen Ursprung hat.

Zunächst testeten sie die Methode 2021 in Tibet . Nun haben sie die Forschung in einer neuen Studie, die am 5. Februar in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde, globalisiert.

Die Forscher schlossen Subduktionszonen aus , in denen es häufig zu tiefen Erdbeben kommt, weil Gestein aus der Erdkruste in den Erdmantel gedrückt wird. Stattdessen konzentrierte sich das Team auf das schwerer fassbare Phänomen der Mantelbeben unter den Kontinenten.

Sie entdeckten überall Mantelbeben. Ein dichtes Band erstreckt sich von den Alpen bis zum Himalaya und steht vermutlich im Zusammenhang mit den gebirgsbildenden Kontinentalkollisionen in diesen Regionen. Ein weiteres Cluster tritt in Ostafrika auf, wo die kontinentale Kruste auseinanderdriftet . Die Forscher fanden außerdem Mantelbeben unter dem Westen der USA und in der Baffin Bay in Kanada.

Einige der Fundorte der Cluster waren überraschend. „Es gab Regionen, in denen diese noch nie zuvor entdeckt worden waren, wie beispielsweise in der Beringsee“, erklärte Vera Schulte-Pelkum , Geologin an der University of Colorado Boulder, die nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Live Science. „Ich würde mir eine interaktive Version wünschen, um die Daten genauer zu erkunden.“

Der globale Überblick sollte es anderen Wissenschaftlern ermöglichen, spezifischere Studien zu einzelnen Mantelbeben durchzuführen, sagte Klemperer, und vielleicht deren Tiefen und die Mechanismen, die die Erdbeben auslösen, genauer zu bestimmen.

„Es ist ungemein aufregend, dass wir dieses Instrument haben, das nun ganz routinemäßig eingesetzt werden kann“, sagte er.