Am 8. Dezember 1812 erschütterte ein Erdbeben die spanische Mission von San Juan Capistrano in Südkalifornien, stürzte Gebäude um und tötete 40 Menschen, die an der Messe teilnahmen. Das ist in der Geschichte einer Region, die für ihre zahlreichen und mächtigen Zaubertricks bekannt ist, keine große Überraschung, und dieses besondere Ereignis, das auf 7, 5 geschätzt wird, galt lange Zeit als ein weiteres Produkt der berüchtigten San-Andreas-Schuld.
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Aber jetzt haben wissenschaftliche Ermittlungsarbeiten ergeben, dass das Erdbeben von 1812 das Ergebnis von zwei Fehlern sein könnte - und das bedeutet, dass die Menschen in Südkalifornien auf wackligerem Boden sind, als irgendjemand gedacht hat.
Julian Lozos, Assistant Professor für Geophysik an der California State University in Northridge, baute ein Computermodell der Verwerfung von San Andreas und der angrenzenden Verwerfung von San Jacinto in der Region um San Bernardino. Zusammen mit den geologischen Anzeichen vergangener Erdbeben und historischen Aufzeichnungen zeigt sein Modell, dass es eine gute Chance gibt, dass das Beben von 1812 entlang der San Jacinto-Verwerfung begann, und die Energie aus diesem anfänglichen Schütteln verursachte, dass der nahe gelegene San Andreas ebenfalls in einer Art Kaskadeneffekt zerbrach .
"Die Implikationen reichen gerade über dieses eine zerstörerische Erdbeben hinaus", sagt er. "Die Tatsache, dass die Auswirkungen dieses historischen Erdbebens durch die Zusammenarbeit von San Andreas und San Jacinto erklärt werden können, bedeutet, dass dies zumindest eine physikalisch plausible Sache ist" - und dass es erneut passieren könnte.
Das wäre eine Katastrophe für die Städte San Bernardino und Riverside, die genau über dem Gebiet liegen, in dem die beiden Verwerfungen nahe beieinander liegen. Das San Jacinto liegt 1, 6 km vom San Andreas am Cajon-Pass entfernt, durch den die Interstate 15 führt. Gefahrenkarten aus der Stadt und dem Landkreis zeigen, dass die I-15 direkt über eine Region mit einem hohen Risiko der Verflüssigung verläuft, wenn sich der Boden während eines Bebens im Wesentlichen in Brei verwandelt.
Kombinations-Erdbeben sind nicht unbedingt stärker als Ein-Fehler-Erdbeben, aber sie bewegen sich auf unterschiedliche Weise. Anstatt unter San Bernardino entlang der Verwerfungslinie relativ ordentlich zu zappen, könnte ein Erdbeben mit mehreren Verwerfungen - sogar ein weniger starkes als das Temblor von 1812 - direkt über eine sehr dicht besiedelte Region springen und noch mehr Schaden anrichten, als alles, was der San Andreas anrichten könnte allein.
"Ein Bruch von San Andreas-San Jacinto mit 7, 5 ist beängstigender, da ein größerer Teil des Fehlers durch ein dichter besiedeltes Gebiet geht als der südlichste Teil von San Andreas", sagt Lozos.
Erdbeben in diesem Teil von Kalifornien werden hauptsächlich durch Streikfehler verursacht, bei denen zwei große Stücke der Erdkruste aneinander vorbeigleiten. In diesem Fall bewegt sich die Pazifikplatte ungefähr nach Norden an der nordamerikanischen Platte vorbei. Da die Fehler nicht perfekt glatt sind, fangen sich die beiden Krustenstücke (der Schlag) und sobald sich genügend Spannung aufbaut, lösen sie sich plötzlich (der Schlupf). Diese Veröffentlichung ist das, was wir als Erdbeben empfinden.
Wenn zwei Fehler nahe genug sind, kann ein Bruch in einem einen Bruch in einem anderen auslösen. Diese Beobachtung ist nicht neu - das Erdbeben in Landers von 1992 erreichte die Stärke 7, 3, nachdem mehrere Störungen aufgetreten waren.
"Es schwankte zwischen sechs oder sieben verschiedenen Fehlern", sagt Lozos. Glücklicherweise war dieses Beben in der Mojave-Wüste zentriert und die nahe gelegenen Städte Yucca Valley, Joshua Tree und Twentynine Palms sind relativ klein. Die Frage war, ob dasselbe entlang des San Andreas und seiner untergeordneten Verwerfungen, wie dem San Jacinto, passieren könnte, was viel bevölkerungsreichere Gebiete betrifft.
Eine Karte zeigt an, wo Menschen historische Aufzeichnungen über das Erdbeben im Dezember 1812 in Südkalifornien gemacht haben. (Lozos Sci. Adv. 2016; 2: e1500621) Lozos untersuchte zunächst vorhandene Daten zu Erdbeben in der Vergangenheit, einschließlich Änderungen in der geologischen Schichtung, die angeben, wann und wo ältere Beben auftraten. Fehler sind nicht immer kontinuierlich. Sie können aus mehreren Abschnitten bestehen, die Stränge genannt werden und durch kurze Stücke intakter Kruste getrennt sind. Wenn Sie untersuchen, wie sich die Sedimentschichten um diese Stränge verschoben haben, können Sie feststellen, ob sie an einem Erdbeben beteiligt waren.
Kritisch gesehen fand Lozos geologische Daten für drei Abschnitte - zwei am San Jacinto und einen am San Andreas -, die Hinweise auf Bewegungen im 19. Jahrhundert zeigten. Berichte aus dieser Zeit berichten jedoch nur von zwei großen Beben, einem im Dezember 1812 und einem anderen am 22. November 1800. Dies deutet darauf hin, dass eines dieser Beben zwischen den Verwerfungssträngen "gesprungen" war.
Lozos untersuchte auch frühere Studien zu prekär ausbalancierten Gesteinen, die von Jim Brune von der University of Nevada Reno und Lisa Grant Ludwig an der UC Irvine durchgeführt wurden. Unter Berücksichtigung der Form der Steine und der Struktur des Stapels werden diese natürlichen Strukturen durch bestimmte Arten des Schüttelns gestürzt. Auf der Suche nach ausbalancierten Steinen, die noch stehen, werden die Erdbeben in der Vergangenheit deutlich. Dies hilft, die Regionen einzugrenzen, in denen die beiden Beben des 19. Jahrhunderts aufgetreten sind.
Lozos erstellte dann ein Computermodell, das auf der Physik der Verwerfungen um San Bernardino basierte und Daten wie die Eigenschaften des Gesteins enthielt. Er gab verschiedene Anfangsbedingungen ein, bis er ein simuliertes Erdbeben erhielt, das die gleichen Auswirkungen hatte wie die, die er in den gesammelten Daten beobachtete. Der plausibelste Weg, ein Erdbeben der Stärke 7, 5 zu erzeugen, das Gebäude im richtigen Muster beschädigt, war, dass San Andreas und San Jacinto zusammen gebrochen sind, berichtet er diese Woche in Science Advances .
Ein Grund, warum niemand dieses Phänomen in San Andreas wirklich untersucht hat, ist, dass es im Vergleich zu allen anderen Fehlern im Staat so groß ist, sagt Lozos. Im Allgemeinen wurde davon ausgegangen, dass große Tembloren von dem großen Fehler herrühren.
David Oglesby, Professor für Geophysik an der University of California in Riverside, sagt, dass das von Lozos entworfene Modell glaubwürdig ist, weil es unter vielen verschiedenen Szenarien funktioniert. "Sie könnten ein Modell dazu bringen, alles zu tun, wenn Sie die richtigen Annahmen treffen", sagt Oglesby. "Aber dieser funktioniert ohne zu viel Feinabstimmung."
Das Modell stimmt auch mit geologischen Daten überein, die Jahrhunderte umfassen, sagt Nate Onderdonk, außerordentlicher Professor für Geowissenschaften an der California State University in Long Beach. In seinen Studien über den nördlichen Teil der Verwerfung von San Jacinto zeigen die Daten, dass es dort nicht nur im richtigen Zeitrahmen, dem frühen 19. Jahrhundert, ein seismisches Ereignis gab, sondern dass es größer war als das, was in einem Abschnitt von enthalten sein könnte das San Jacinto für sich.
Onderdonk fügt hinzu, dass er eine unabhängige Studie vorlegt, die zeigt, dass dies in den letzten zwei Jahrtausenden mehrmals passiert ist. Dies ist ein weiterer Beweis dafür, dass ein verheerendes gemeinsames Beben in Zukunft wieder vorkommen könnte.
Erfahren Sie mehr über diese Forschung und mehr im Deep Carbon Observatory.
