Forscher haben unter Nordkalifornien ein bisher unbekanntes Fragment einer tektonischen Platte entdeckt, das möglicherweise die Erdbebengefahr in der Region erhöht. Die Entdeckung, die am 15. Januar in Science detailliert beschrieben wurde, enthüllt eine komplexe Untergrundstruktur dort, wo die San-Andreas-Verwerfung auf die Cascadia-Subduktionszone trifft – eine Region, die bereits für intensive geologische Aktivität bekannt ist.
Das Geheimnis der Mendocino Triple Junction
Das als Mendocino Triple Junction bekannte Gebiet ist ein Kollisionspunkt zwischen drei großen Abschnitten der Erdkruste: der nordamerikanischen, pazifischen und Gorda-Platte. Die pazifische und die nordamerikanische Platte schleifen aneinander vorbei, während die kleinere Gorda-Platte unter die nordamerikanische Platte taucht. Durch diese Wechselwirkung entsteht eine der aktivsten tektonischen Regionen in den Vereinigten Staaten.
Im Jahr 1992 erschütterte ein Erdbeben der Stärke 7,2 Cape Mendocino und verursachte erhebliche Schäden. Was die Wissenschaftler verblüffte, war die geringe Tiefe des Epizentrums des Bebens – nur 10 Kilometer in der Tiefe – im Vergleich zur erwarteten Tiefe der abtauchenden Gorda-Platte. Theorien deuten auf eine „Plattenlücke“ oder das Aufsteigen von Magma hin, die wahre Ursache blieb jedoch unklar.
Enthüllung des Pionierfragments
Das Forschungsteam nutzte Schwärme winziger, kaum wahrnehmbarer Erdbeben, um die Untergrundstruktur zu kartieren. Diese Mikrobeben sind zwar für den Menschen nicht wahrnehmbar, erzeugen aber, wenn sie über einen längeren Zeitraum gestapelt werden, erkennbare seismische Signale, die verborgene Verwerfungslinien und Merkmale aufdecken. Die Analyse lokalisierte ein sich seitwärts bewegendes Krustenfragment etwa 10 Kilometer unter der Oberfläche, das Wissenschaftler „Pioneer-Fragment“ nannten.
Es wird angenommen, dass dieses Fragment ein Überbleibsel der alten Farallon-Platte ist, einer größeren Platte, die größtenteils im Erdmantel versunken ist. Teile davon könnten während der Subduktion gefangen gewesen sein und im Wesentlichen an der Unterseite der nordamerikanischen Platte „geklebt“ worden sein. Das Pioneer-Fragment stellt eine bisher unerkannte Plattengrenze dar, was bedeutet, dass zwischen ihm und der darüber liegenden nordamerikanischen Platte eine nahezu horizontale Verwerfungslinie liegt.
Jenseits von Dreifachverbindungen: Eine vierfache (und fünffache?) Gefahr
Die Entdeckung bedeutet, dass die Mendocino-Dreifachverbindung tatsächlich eher eine Vierfachverbindung sein könnte – oder sogar noch komplizierter. Forscher haben außerdem ein weiteres vergrabenes Krustenfragment unter dem südlichen Ende der Cascadia-Subduktionszone identifiziert, ein Stück der Nordamerikanischen Platte, das von der sinkenden Gorda-Platte in den Erdmantel gezogen wird.
Diese verborgene Komplexität macht deutlich, dass traditionelle Modelle tektonischer Wechselwirkungen möglicherweise unvollständig sind. Der Geophysiker Matthew Herman von der California State University in Bakersfield bemerkt: „Wir können das Gesamtbild nicht verstehen, ohne zu verstehen, wie die Cascadia-Subduktion mit dem San-Andreas-Verwerfungssystem interagiert.“ Das Pioneer-Fragment stellt möglicherweise eine einzigartige Erdbebengefahr dar, die von den derzeit erwarteten Mustern abweicht.
Die Identifizierung dieser bisher unbekannten Untergrundstrukturen wird Wissenschaftlern helfen, sich besser auf seismische Aktivitäten in Nordkalifornien vorzubereiten, unterstreicht aber auch die Unvorhersehbarkeit der Plattentektonik. Die Region ist nach wie vor eine der geologisch aktivsten in den USA, und laufende Forschung wird für die Verbesserung der Gefahrenbewertungen von entscheidender Bedeutung sein.
