Am Freitag, 11. März 2011, um 14:46 Uhr Ortszeit, erschütterte ein Erdbeben der Stärke 9,1 die Küste von Honshu, Japans Hauptinsel. Dieses Beben – bekannt als das Große Ostjapan-Erdbeben und Tsunami – war das stärkste, das je in Japan registriert wurde, und das drittschwerste weltweit seit 1900. Das Epizentrum befand sich im Pazifischen Ozean, etwa 130 Kilometer östlich von Sendai. Der daraus resultierende Tsunami mit Wellen von bis zu 40 Metern Höhe verwüstete Küstenregionen und löste die Nuklearkatastrophe von Fukushima aus. Die Tragödie forderte fast 20.000 Todesopfer.

Eine unerwartete wissenschaftliche Entdeckung

Nun hat eine Studie, die in der renommierten Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, ein bislang unbekanntes Phänomen enthüllt: Etwa 15 Minuten nach dem Hauptbeben registrierten die GPS-Stationen in Japan eine gleichmäßige Verschiebung des gesamten Archipels nach Osten. Das Land bewegte sich zwischen 5 und 6 Millimetern als Block, von Hokkaido (der nördlichsten Insel) bis Kyushu (der südlichsten).

Das von Wissenschaftlern erklärte Mechanismus

Die Forschung wurde von der Geophysikerin Sunyoung Park von der University of Chicago geleitet, in Zusammenarbeit mit Hiroo Kanamori (Caltech) und Luis Rivera (Universität Straßburg). Laut der Studie:

• Die S-Welle (Scherwelle) kann keine Flüssigkeiten durchdringen, sodass sie am flüssigen äußeren Kern vollständig zur Oberfläche reflektiert wird.
• Die Hin- und Rückreise dauerte etwa 15 Minuten, was genau mit dem Zeitpunkt der von GPS erfassten Verschiebung übereinstimmt.
• Dieses „seismische Echo“ reaktivierte Kontaktzonen zwischen mehreren tektonischen Platten in der Region.

Der Seismologe Luis Rivera erklärte: „Die S-Welle sinkt zum Erdkern, prallt ab und steigt zur Oberfläche auf, aber dann passiert ihr dasselbe mit der Atmosphäre, die kein Festkörper ist, sodass sie sich darin nicht ausbreiten kann und wieder absinken muss.“

Ein rekordbrechendes seismisches Ereignis

Die Forscher bestimmten, dass das Phänomen eine Ausdehnung von etwa 3.000 Kilometern umfasste, was es zum seismischen Ereignis mit der größten bisher dokumentierten lateralen Ausdehnung macht. Das ist zwischen 6- und 7-mal größer als die Bruchlänge des Hauptbebens.

Japan befindet sich in einer doppelten Subduktionszone: Vier tektonische Platten interagieren gleichzeitig (Pazifik-Platte, Philippinen-Platte, Eurasiatische Platte und Ochotsk-Platte). Nach Angaben der Autoren brauchten viele Verwerfungen nur diesen zusätzlichen „Schubs“ vom Abprallen am Kern, um sich gemeinsam zu aktivieren.

Auswirkungen für die weltweite Seismologie

Diese Entdeckung hat wichtige Konsequenzen für die Bewertung von Erdbebenrisiken. Sunyoung Park warnte: „Dies zeigt, dass große Erdbeben Verwerfungen beeinflussen können, sogar nachdem das Hauptbeben aufgehört hat. Das fügt einen völlig neuen Aspekt zur Erdbebengefahr hinzu, den wir zuvor nicht kannten.“

Die Studie demonstriert:

1. Tief ins Erdinnere reisende seismische Wellen können Minuten oder sogar Stunden nach dem Hauptbeben zusätzliche Erdrutsche auslösen.
2. Traditionelle Sensoren, die für hochfrequente Signale konzipiert sind, können Phänomene dieser Art übersehen.
3. Regionen mit mehreren Plattengrenzen (wie Japan, Mexiko oder die Türkei) sind besonders anfällig für diese Effekte.

Der Kontext des Erdbebens von 2011

Das Tohoku-Erdbeben hatte bereits außergewöhnliche Auswirkungen auf den Planeten:

• Die Insel Honshu verschob sich bis zu 2,4 Meter in Richtung Pazifischer Ozean.
• Die Rotationsachse der Erde verschob sich um etwa 17 Zentimeter.
• Die Dauer des Erdentages verkürzte sich geringfügig.

Die neue Entdeckung fügt jedoch eine unerwartete Dimension hinzu: Das Erdbeben endete nicht, als das Hauptbeben aufhörte. Die freigesetzte Energie interagierte weiterhin mit dem Inneren des Planeten und kehrte mit messbaren Konsequenzen an die Oberfläche zurück.

Quellen

El País | Infobae | ABC