Wie der Klimawandel zu Erdbeben führen kann

(SeaPRwire) –   Der Klimawandel richtet auf vielfältige Weise Schaden an – er bringt Hurrikane, Hitzewellen, Überschwemmungen, Dürren und Waldbrände hervor. Nun kommen Erdbeben, kontinentale Grabenbrüche – oder Aufspaltungen – und Magmaproduktion hinzu. Das ist das Ergebnis einer Studie in Scientific Reports, die zu einer wachsenden Übereinstimmung unter Wissenschaftlern beiträgt, dass die atmosphärischen Prozesse der Erde ihre geologischen Prozesse auf überraschende Weise beeinflussen können.

„Letztendlich spielen plattentektonische Kräfte die dominierende Rolle bei der Auslösung von kontinentalen Grabenbrüchen“, sagt Geologe James Muirhead, Dozent an der University of Auckland in Neuseeland und Hauptautor der Studie. „Unsere Studie zeigt jedoch, dass das Klima eine Schlüsselrolle bei der Modulation der Rate von kontinentalen Grabenbrüchen spielt, was Phasen größerer Erdbeben oder vulkanischer Aktivität auslösen kann.“

Muirhead und seine Kollegen stützen ihre Schlussfolgerungen auf Studien, die sie am Turkana-See durchgeführt haben, einem 250 Kilometer langen und 29 Kilometer breiten Gewässer im Norden Kenias. Dieser Teil des Landes befindet sich in einem Teil des Kontinents, der als Ostafrikanischer Grabenbruch bekannt ist, einem Gebiet mit zahlreichen tiefen Seen und tektonischen Brüchen. Die Forscher sammelten seismische Daten zu 27 Verwerfungen unterhalb des Turkana-Sees und blickten dabei auf die letzten 10.000 Jahre zurück – ein Zeitraum, in dem es in Ostafrika viele Veränderungen gab.

Vor etwa 9.600 Jahren bis vor 5.300 Jahren erlebte der Kontinent Klimabedingungen, die als Afrikanische Feuchtperiode bekannt sind. Von 5.300 Jahren bis heute herrscht die nachafrikanische Feuchtperiode vor. Wie die Namen schon vermuten lassen, erlebte der erste dieser beiden Abschnitte einen warmen, feuchten Kontinent mit reichlich Niederschlägen und Überschwemmungen; der zweite sah trockenere Bedingungen und eine gewisse Wüstenbildung. Die lokalen Seen durchliefen entsprechende Veränderungen.

„Der Wasserstand im Turkana-See spiegelt das regionale ‚Hydroklima‘ wider“, sagte Chris Scholz, Professor für Geowissenschaften und Mitautor der Studie, in einer , die mit der Veröffentlichung einherging. „Während der feuchteren Intervalle vor etwa 9.600 bis 5.300 Jahren war der See Hunderte von Fuß höher als heute.“

Das wiederum hatte Auswirkungen auf die Erde unterhalb der Seen. Wasser ist schwer und wiegt – was sich in einem See von der Größe des Turkana-Sees schnell summiert. Das gesamte Wassergewicht übt einen stetigen Abwärtsdruck aus, der Grabenbrüche und Magmafluss unterdrückt und die unterirdische Region relativ ruhig hält. Das ist zumindest das, was passiert, wenn der See voll ist. Aber wenn die Temperaturen steigen und die Niederschläge nachlassen, sinkt der Wasserstand im Laufe von ein oder wenigen Jahrhunderten um bis zu 137 Meter, wodurch ein Großteil dieses Drucks nachlässt – und sich der Boden bewegen kann.

„Wir haben festgestellt, dass sich Verwerfungen schneller verschoben und mehr Magma produziert wurde…, als der See niedriger war“, sagte Scholz. Eine solche erhöhte Aktivität unter anderen Seen, die ebenfalls austrockneten, könnte eine Rolle bei der unterirdischen Frakturierung gespielt haben, die den gesamten Ostafrikanischen Grabenbruch kennzeichnet.

Afrika ist keineswegs der einzige Ort, an dem sich dieses Phänomen abgespielt hätte. Muirhead, Scholz und ihre Kollegen verweisen auf eine ähnliche Geschichte von steigenden und fallenden Wasserständen, die zu abnehmender und zunehmender seismischer Aktivität in Island und der Yellowstone-Region im Westen der USA führten. Der Verlust der Eisdecke, die einen Großteil der nördlichen Breitengrade des Planeten am Ende der letzten Eiszeit bedeckte, könnte in ähnlicher Weise gewaltige tektonische Kräfte freigesetzt haben.

„Eine Reihe von Studien hat gezeigt, dass der Rückzug der Gletscher… zu einer erhöhten Aktivität entlang von Verwerfungslinien in Nordamerika und Europa geführt hat“, sagt Muirhead. „In ähnlicher Weise wurde die Magmaproduktion an den mittelozeanischen Rücken der Erde als Reaktion auf sich ändernde Meeresspiegel während der Eis- und Zwischeneiszeiten auf der Erde vermutet.“

Im Gegensatz zu den meisten geologischen Prozessen, die sich über Millionen von Jahren entfalten, geschehen steigende und fallende Wasserstände relativ schnell. „Seespiegelsenkungen dieser Größenordnung können [über] Hunderte von Jahren auftreten, und die mit einer Verringerung der Seewasserbelastung verbundenen Spannungsänderungen wären fast unmittelbar von den Verwerfungslinien des Turkana-Sees zu spüren gewesen, was die Wahrscheinlichkeit von Verwerfungen erhöht“, sagt Muirhead. „Das magmatische System hätte wahrscheinlich etwas länger gebraucht, um auf diese Druckentlastung zu reagieren, in der Größenordnung von Tausenden von Jahren.“

Kurzfristig stellt dies möglicherweise kein Problem dar – zumindest was den Turkana-See betrifft. Die Forscher zitieren Klimamodelle, die für die nächsten zwei Jahrzehnte erhöhte Niederschläge in der Region zeigen. Dies kann zu lokalen Überschwemmungen führen – was zu einer eigenen Art von Verwüstung führen kann –, aber es wird auch den See auffüllen, sein Wasservolumen erhöhen und tektonische Kräfte eindämmen.

Und keine dieser Auswirkungen wird von Niederschlag zu Niederschlag oder von Jahreszeit zu Jahreszeit eintreten, sondern eher von Jahrzehnt zu Jahrzehnt oder von Jahrhundert zu Jahrhundert. Dennoch sind dies relativ enge Zeitfenster, was die planetarische Dynamik betrifft, und das hat Auswirkungen auf politische Entscheidungsträger, Entwickler und Versicherer, die seismische Aktivitäten bei ihren langfristigen Planungen berücksichtigen müssen.

„Wenn ich eine Gefährdungsbeurteilung für eine Verwerfungslinie in einem kontinentalen Grabenbruch wie Turkana durchführen würde“, sagt Muirhead, „müsste ich berücksichtigen, wie die Aktivitätsrate und die daraus resultierende Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens durch den aktuellen Klimazustand und die damit verbundenen Seewassermengen beeinflusst werden.“

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