Am 16. Dezember 1811 um 2:15 Uhr wurden Einwohner der Grenzstadt New Madrid im heutigen Missouri von einem heftigen Erdbeben aus ihren Betten gerissen. Der Boden hob und senkte sich, schleuderte Möbel, riss Bäume und zerstörte Scheunen und Gehöfte. In Charleston, South Carolina, läuteten die zitternden Kirchenglocken und stürzten die Schornsteine bis nach Cincinnati, Ohio.
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Die Erdbebengefährdungskarte des US Geological Survey wird zur Festlegung von Bauvorschriften und zur Planung von Notfällen verwendet. (Karte: Guilbert Gates; Quelle: USGS National Seismic Hazard Maps, 2008) 
Ein Druck des New Madrid-Erdbebenchaos aus dem 19. Jahrhundert. (Granger-Sammlung, NYC) 
Martitia Tuttle hat gezeigt, dass das Zentrum der kontinentalen Vereinigten Staaten seismisch instabil ist. (Marion Haynes) 
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"Die Schreie der verängstigten Einwohner, die hin und her rannten, nicht wussten, wohin sie gehen sollten oder was sie tun sollten - die Schreie der Hühner und Bestien aller Arten - das Knacken von fallenden Bäumen ... bildeten eine schreckliche Szene", schrieb er ein Bewohner.
Als in diesem Winter mit dem Wiederaufbau begonnen wurde, ereigneten sich am 23. Januar und am 7. Februar zwei weitere schwere Beben. Jedes Erdbeben in New Madrid hatte eine Stärke von 7, 5 oder mehr, was sie zu den drei stärksten auf dem amerikanischen Kontinent machte und ein Gebiet erschütterte zehnmal größer als das Erdbeben der Stärke 7, 8 von 1906 in San Francisco.
Der Mittlere Westen war dünn besiedelt und es gab nur wenige Todesfälle. Aber der 8-jährige Godfrey Lesieur sah, wie der Boden „in Wellen rollte“. Michael Braunm beobachtete, wie der Fluss plötzlich „wie ein großer Brotlaib auf eine Höhe von mehreren Metern aufstieg“. Abschnitte des Flussbetts unterhalb des Mississippi stiegen so hoch an, dass Ein Teil des Flusses verlief rückwärts. Tausende Risse rissen Felder auf, und Geysire sprengten von der Erde und schleuderten Sand, Wasser, Schlamm und Kohle hoch in die Luft.
Geologen gingen einst davon aus, dass die Katastrophe von 1811-12 ein einmaliges Ereignis war und für die Menschen, die heute in der Nähe des Epizentrums leben, wenig Anlass zur Sorge gab. Vor zwei Jahrzehnten begannen die Paläoseismologie-Expertin Martitia Tuttle und ihre Kollegen in den fünf Bundesstaaten rund um New Madrid, „Sandstöße“ zu präparieren. Die Sandstöße wurden von Geysiren hinterlassen, als Trümmer durch schmale Deiche aufstiegen und auf breiten Hügeln landeten. „Sandstöße erzählen eine dramatische Geschichte des weitverbreiteten Zitterns dieser großen Erdbeben“, sagt sie.
Tuttles Team grub Tonscherben, Speerspitzen und Maiskörner aus und stellte fest, dass viele der Sandstöße über 200 Jahre alt waren. "Einige hatten archäologische Stätten mit 2.000 Jahre alten Artefakten", sagt Tuttle. „Die Erdbeben in New Madrid waren auf keinen Fall ein einmaliges Freak-Ereignis.“ Der Mittlere Westen war um 1450 und 900 und 2350 v. Chr. Von heftigen Beben heimgesucht worden - und wahrscheinlich häufiger.
Die meisten Erdbeben ereignen sich an den Rändern der 15 wichtigsten tektonischen Platten der Erde. Wenn sie gegeneinander gleiten, wird der Boden erschüttert. Aber New Madrid sitzt mitten auf einem Teller. Seine seismische Geschichte - und das Beben der Stärke 5, 8 in Virginia, das die Ostküste Anfang dieses Jahres erschütterte - erinnern daran, dass Erdbeben an überraschenden Orten auftreten können.
Die Innenräume der Platten sind mit alten Fehlern übersät. Beatrice Magnani will herausfinden, warum manche, wie die von New Madrid, immer noch seismisch aktiv sind. Eines Morgens führte Magnani, ein Seismologe an der Universität von Memphis, eine zylindrische Luftpistole aus Stahl von einem Schlepper in das schlammige Wasser des Mississippi und testete sie anschließend. Boom! Jeder an Bord hat den Schuss mehr als gehört gefühlt. Schlammiges Wasser plätscherte, und eine Blase, die größer als ein Kaffeetisch war, stieg an die Oberfläche. Schallwellen von der Luftpistole wanderten auf den Grund des Flusses, dann durch den Schlamm und die Sedimente zum Grundgestein und eine Meile tief in die Erdkruste.
Magnanis Team ließ mit einem Schuss eine große Boje vom Schlepper fallen. Die Boje trieb flussabwärts und schleppte eine 300 Fuß lange, zwei Zoll breite Röhre, die mit Mikrofonen bespannt war. Ein Kran hob etwas an, das aussah wie ein großer gelber Mantarochen, ein Instrument namens Chirp, und senkte es ins Wasser.
Der Chirp begann fünfmal pro Sekunde zu pingen. Die Luftpistole schoss alle sieben Sekunden. Wenn Daten von den Mikrofonen die Bordcomputer erreichten, piepten sie. Ping, Ping, Ping, Ping, Boom!, Signalton. Der Schläger würde acht Stunden andauern, während das Boot zehn Meilen flussabwärts schwebte.
In den letzten drei Jahren hat Magnani mit diesen Werkzeugen den Untergrund des Flusses in der New Madrid Seismic Zone kartiert, einem Verwerfungssystem, das sich etwa 150 Meilen von Kairo, Illinois, bis Marked Tree, Arkansas, erstreckt. Es ist das aktivste seismische Gebiet in den Vereinigten Staaten östlich der Rocky Mountains mit etwa 200 kleinen Beben pro Jahr.
Magnanis überraschendste Entdeckung kam südlich der seismischen Zone: zwei Verwerfungen, eine in der Nähe von Memphis, beide in den letzten 10.000 Jahren aktiv. Andere Forscher haben kürzlich Fehler in der Nähe von Commerce, Missouri und anderen Orten außerhalb der New Madrid Seismic Zone identifiziert, die in den letzten paar tausend bis millionen Jahren aktiv waren, was darauf hindeutet, dass die Mitte des Landes weniger stabil ist, als es scheint.
Geologen haben die Erdbeben in New Madrid lange Zeit für den Reelfoot Rift verantwortlich gemacht, eine 500 Millionen Jahre alte Schwachstelle in der Erdkruste. Aber die neu entdeckten Fehler liegen außerhalb der Kluft. "Vielleicht konnten wir das Rätsel der Erdbeben in New Madrid nicht lösen, weil wir uns zu sehr auf New Madrid konzentriert haben", sagt Magnani. "Vielleicht bewegt sich die Erdbebenaktivität im Laufe der Zeit systematisch."
Tuttle hat ein vierjähriges Projekt gestartet, bei dem Sand innerhalb und außerhalb der New Madrid Seismic Zone geblasen wurde. "Wir müssen ein solides Verständnis dafür bekommen, welche großen Erdbeben wo und wann passiert sind", sagt sie. Dies ist die beste Methode, um die Gefährdung des Mittleren Westens und seiner Millionen von Menschen sowie zahlreicher Autobahnen, Brücken, Wolkenkratzer und bröckeliger Backsteingebäude abzuschätzen.
Der US Geological Survey schätzt das Risiko einer weiteren Katastrophe im New Madrid-Maßstab in den nächsten 50 Jahren auf 7 bis 10 Prozent. Das Risiko eines kleineren, aber immer noch verheerenden 6, 0-Erdbebens in den nächsten 50 Jahren liegt bei 25 bis 40 Prozent. Laufende Forschungen sollen helfen, die am stärksten gefährdeten Gebiete zu identifizieren.
„Wir brauchen ein umfassenderes und dennoch klareres Bild aller in der Region aktiven Störungsnetze“, sagt Magnani. „Wir müssen herausfinden, wie groß sie sind und welche Strukturen ihnen zugrunde liegen. Nur so können wir hoffen, die Erdbeben in der Luft zu verstehen - und letztendlich die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten. “
Elizabeth Rusch schrieb über die Gewinnung von Energie aus Meereswellen für Smithsonian .
