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Wie die einzigartige Geologie Mexikos tödliche Erdbeben noch schlimmer macht

Jedes Jahr erinnert Mexiko-Stadt mit einer Reihe von Evakuierungstests an den Jahrestag seines verheerenden Zitterns von 1985. Dieser jährliche Ritus ehrt die 10.000 Menschen, die bei dieser Katastrophe ihr Leben verloren haben, und bereitet die derzeitigen Einwohner der Stadt auf die nächste Naturkatastrophe vor. Doch gestern, kurz nach der Wiederaufnahme des Geschäfts, wurde Zentralmexiko von einem echten - und tödlichen - Erdbeben der Stärke 7, 1 erschüttert.

Als die Gebäude zu schwanken begannen, strömten Menschenmengen auf die Straße. In Videos, die auf Youtube und Twitter gepostet wurden, schienen sich viele Strukturen unter den Vibrationen aufzulösen. Mindestens 200 Menschen starben laut Associated Press und anderen Nachrichtenagenturen.

Leider ist der Zittern am Dienstag nur das jüngste Kapitel in der langen und tragischen Geschichte Mexikos von Erdbeben. Vor zwei Wochen erschütterte ein Erdbeben der Stärke 8, 1 den Süden Mexikos und tötete fast 100 Menschen. Was viele nicht erkennen, ist, dass es einen einfachen Grund für die Katastrophenneigung dieser Region gibt: Die Geologie Mexikos - und insbesondere die von Mexiko-Stadt - macht sie zu einem perfekten Sturm für seismische Katastrophen.

Diese jüngsten Beben wurden durch die Bewegung von tektonischen Platten verursacht, den Stücken der Erdkruste, die sich bewegen und gegeneinander stoßen. Mexiko liegt auf einem komplizierten Knotenpunkt tektonischer Platten, die seit über einer Million Jahren in eine Zeitlupenkollision verwickelt sind. Wenn diese Platten aneinander kratzen, baut sich eine Spannung auf, bis sie eine Sollbruchstelle erreichen - und dann ein Erdbeben auslöst. Durch die plötzliche Energiefreisetzung strahlen seismische Wellen aus dem Epizentrum aus.

Laut dem US Geological Survey, der die weltweiten Erdbebenaktivitäten nachverfolgt, gab es im letzten Jahrhundert ungefähr 19 weitere Erdbeben mit einer Stärke von mehr als 6, 5, die sich nur 250 Kilometer vom Epizentrum des jüngsten Bebens entfernt befanden. Hunderte weitere haben die Tausende von Kilometern der Küste des Landes erschüttert, von denen viele auf der Richterskala acht erreichten.

Dieses jüngste Beben konzentrierte sich auf eine Region, in der die Cocos-Tektonikplatte, die sich unter dem Pazifik befindet, langsam unter die kontinentale nordamerikanische Platte geschoben wird. Diese Bewegung verursacht extreme Spannungen, wenn die Platte in die Erde gerammt wird.

Mexiko 85 Beben Obwohl das Epizentrum des Erdbebens von 1985 mehr als 300 Kilometer von Mexiko-Stadt entfernt war, hat die Katastrophe die Hauptstadt fast platt gemacht. (US Geological Survey Department des Innern / USGS / ID Celebi)

Es wird schlimmer. Mexiko-Stadt, die dicht besiedelte Hauptstadt des Landes, ist noch anfälliger für Erdbeben als der Rest des Landes. Dies gilt auch dann, wenn sich das Epizentrum des Bebens weit von den Stadtgrenzen entfernt befindet, was sowohl für das jüngste Erdbeben (das fast 160 Kilometer südöstlich von Mexiko-Stadt im Bundesstaat Puebla stattfand) als auch für das Erdbeben von 1985 (dessen Erdbeben) der Fall war Epizentrum war etwa 200 Meilen von der Hauptstadt entfernt).

Die Tatsache, dass diese Beben am selben Tag im Abstand von 32 Jahren auftraten, ist ein reiner Zufall, ihre dramatische Auswirkung auf die Hauptstadt jedoch nicht. Der Grund: Antike Sedimente, die der Stadtfalle zugrunde liegen und die Vibrationen in der Region verstärken.

Mexiko-Stadt liegt auf einem alten flachen See mit Böden aus Sedimenten, die vor Tausenden von Jahren aus den umliegenden Bergen eingedrungen sind. Anfang des 13. Jahrhunderts wählten die Azteken, angezogen von diesen fruchtbaren Böden, eine Insel im See, auf der sie ihre Hauptstadt Tenochtitlan errichten konnten, die schließlich zu Mexiko-Stadt wurde. Obwohl die Spanier später die umliegenden Gewässer entwässerten, um häufige Überschwemmungen zu verhindern, sind die Auswirkungen dieser Entscheidung noch heute zu spüren.

Wenn Erdbebenbeben auf festen Stein treffen, zittert der Stein einfach. Aber wenn sie in die weichen Sedimente eines Beckens rollen, können die Schwingungen eingeschlossen werden und durch das Material hin und her hallen, erklärt Susan Hough, Seismologin bei der USGS. "Es ist fast wie in einer Badewanne, die [seismischen] Wellen werden hin und her schwappen", sagt sie. Andere Seismologen haben diese Dynamik der Seen mit einer Schale Jello verglichen.

Dieser Nachhall trägt diese Wellen nicht nur weiter - er kann sie tatsächlich verstärken. „Ein Becken wird über Eigenfrequenzen verfügen, die von seiner Form und Größe sowie den Materialeigenschaften der Sedimente im Inneren abhängen“, erklärt Jascha Polet, Geophysiker an der California State Polytechnic University in Pomona, per E-Mail. "Wenn seismische Wellen ein Becken bei einer dieser Eigenfrequenzen erschüttern, kann es zu einer erheblichen Verstärkung kommen."

Abhängig von der Frequenz der seismischen Wellen kann die Bewegung des Bodens Energie in Gebäude einer bestimmten Höhe einspeisen. Dies führt, wie das gestrige Beben zeigt, dazu, dass sie schwanken - und schließlich umkippen.

"Denken Sie daran, ein Kind auf einer Schaukel zu schieben", fügt Hough hinzu. „Wenn Sie alle 5 Sekunden mit dem Drücken beginnen, werden die Dinge nur durcheinander gebracht.“ Das heißt, die Drücke haben keinen kumulativen Effekt. Wenn Sie jedoch mit einer konstanten Frequenz drücken, wird das Kind mit jedem Druck höher in den Himmel geschoben.

Diese Karte zeigt den Standort aller Erdbeben mit einer Stärke von über 7, 0, die in Nordamerika aufgezeichnet wurden. Obwohl viele über die Westküste Amerikas verstreut sind, ist die hohe Konzentration von Beben in Zentral- und Südmexiko zu beachten. Diese Karte zeigt den Standort aller Erdbeben mit einer Stärke von über 7, 0, die in Nordamerika aufgezeichnet wurden. Obwohl viele über die Westküste Amerikas verstreut sind, ist die hohe Konzentration von Beben in Zentral- und Südmexiko zu beachten. (USGS)

Obwohl seit langem bekannt ist, dass Sedimente das Zittern verstärken können, wussten die Forscher erst 1985 genau, wie dramatisch die Auswirkungen sein könnten. Der Temblor drückte das entfernte Mexiko-Stadt beinahe platt, ließ jedoch viele Städte in der Nähe des Epizentrums nahezu unversehrt. "Dieses [Erdbeben] hat uns gelehrt, dass weiche Böden Bewegungen in einem Ausmaß verstärken können, das man nie für möglich gehalten hätte", sagte der Ingenieur Vitelmo Berto von der University of California in Berkeley der LA Times 1986, ein Jahr nach der Katastrophe.

Die seismischen Wellen, die Gebäude zerstörten, waren fünfmal größer als die Wellen außerhalb der Stadt. "Niemand hat erwartet, dass die in Mexiko-Stadt aufgezeichneten Bewegungsintensitäten so hoch sind", sagte Berto. "Niemand hat dafür entworfen, und deshalb sind so viele Gebäude gescheitert."

Die See-Geologie von Mexiko-Stadt führt zu einer noch dramatischeren Katastrophe: der Verflüssigung.

Wenn die Böden mit Wasser gesättigt sind, können sie durch intensives Schütteln ihre festen Strukturen verlieren und sich wie eine Flüssigkeit verhalten - bis der Boden Autos wie schnellen Sand verschlucken kann. Die Verflüssigung verschlechterte die Auswirkungen des Erdbebens von 1985 und untergrub das Fundament vieler Gebäude. Es ist zwar noch nicht bekannt, ob dies ein Faktor für das jüngste Beben ist, aber "es wäre nicht überraschend", sagt Polet.

Wenn diese zerstörerischen Naturereignisse einen Silberstreifen haben, bieten sie Wissenschaftlern die Möglichkeit, Daten aus der realen Welt zu sammeln, um zukünftige Katastrophen besser verstehen und bewältigen zu können. "Diese Katastrophe bietet uns eine große Chance, eine ähnliche Katastrophe in den Vereinigten Staaten zu lernen und zu verhindern", sagte der damalige stellvertretende Direktor für Ingenieurwesen der National Science Foundation während eines Briefings des US-Kongresses nach der Katastrophe von 1985.

Nach der jüngsten Tragödie in Mexiko-Stadt müssen jedoch die Menschen in Zentralmexiko im Mittelpunkt stehen. "Die Rettung derjenigen, die noch gefangen sind und medizinische Hilfe für die Verletzten leisten, hat jetzt Priorität", sagte Enrique Peña Nieto, Präsident von Mexiko, in einer Video-Erklärung laut KTLA.com. „Leider haben viele Menschen ihr Leben verloren, darunter Mädchen und Jungen in Schulen, Gebäuden und Häusern. Ich möchte denen mein Beileid aussprechen, die ein Familienmitglied oder einen geliebten Menschen verloren haben. Mexiko teilt deine Trauer. "

Wie die einzigartige Geologie Mexikos tödliche Erdbeben noch schlimmer macht