Island: Ausweitung des Erdbebenschwarms – Deformation und Gebäudeschäden

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Der Erdbebenschwarm im Südwesten von Island geht in die heiße Phase: Nach einem starken Erdbeben am Sonntagabend, das zu Gebäudeschäden geführt hat, kam es zu einer deutlichen Ausweitung der seismischen Aktivität. Ausgehend von der ursprünglich aktiven Region in unmittelbarer Nähe des Fagradalsfjall waren in der Nacht mindestens vier Erdbebencluster aktiv. Cluster mit unterschiedlicher Entstehungsgeschichte. Cluster, die Lücken des Vorjahres füllen und doch auf identische Vorgänge verweisen. Ein Muster, das für umliegende Städte gefährlich wird. Eine Zusammenfassung.

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Das Magma

Begonnen hat die Aktivität nordöstlich des Vulkans Fagradalsfjall, der im vergangenen Jahr bereits ausgebrochen ist. Innerhalb der gleichen Bruchzone, in der auch 2021 Magma bis zur Oberfläche aufgestiegen ist, hat sich erneut Gesteinsschmelze bewegt. Entlang des Nordost-Südwest verlaufenden Risses kam es durch dessen Verlagerung zu mehrere Tausend Erdbeben in Tiefen von drei bis sieben Kilometern. Im Laufe der zwei Tage fand diese Verlagerung vor allem gen Nordosten, weg vom jungen Vulkan und geringfügig auch Richtung Oberfläche statt. Ganz im Nordosten fanden mit Magnitude 4.3 und 4.4 auch die stärksten Beben dieses Clusters statt. Ein Hinweis darauf, dass das Magma möglicherweise hängen geblieben ist.

In den letzten Stunden kam es wieder zu einzelnen Beben im Südwesten des Clusters, dort, wo alles begonnen hat. Auch hier kann man erstmal nur spekulieren: Entweder hat das Magma den Weg zurück gefunden, oder neues ist nachgeströmt.

Tektonische Analyse des Island-Erdbebenschwarms
Karte 1: Übersicht des aktuellen Erdbebenschwarms in Island. Cluster, Deformationsmuster und Erdbeben des Vorjahres sind in der Karte markiert. Beben der letzten Tage umfassen nur solche mit präziser Lokalisierung durch die Isländische Meteorologiebehörde. Die reale Anzahl der Beben ist deutlich höher als hier dargestellt.

Grindavik

Für letzteres spricht, dass die letzten etwa 24 Stunden mit starker Bodendeformation einhergegangen sein müssen. Wenn Magma in die Erdkruste eindringt, drückt es zwangsläufig umliegende Gesteinsschichten zur Seite. Auch wenn es maximal Dezimeter sind, kann dies weitreichende Auswirkungen haben. Solche, wie die die Stadt Grindavik am Sonntagabend und in der Nacht erlebte.

Mit Magnitude 5.4 traf eines der stärksten Beben seit Aktivitätsbeginn auf der Reykjanes die Stadt. Das Epizentrum lag am Ostrand der Stadt, die Herdtiefe bei weniger als zwei Kilometern. Alles zusammen sorgte für starke bis sehr starke Erschütterungen im Stadtgebiet. In der Folge gab es Gebäudeschäden, Steinschläge und massenhaft zerstörte Gläser in Gaststätten und Supermärkten. Der Zivilschutz beurteilt zur Zeit noch das genaue Ausmaß. Immerhin: Verletzt wurde offenbar niemand.

Zahlreiche Nachbeben folgten und enthüllen den Verlauf der Störung (schwarze Linie in Karte 1): Eine Abschiebung, die etwa Nord-Süd verläuft, rund 60° versetzt zum Verlauf der Magmaintrusion und damit in etwa der Winkel, der für eine Reaktivierung prädestiniert ist.

Karte 2: ShakeMap des Grindavik-Erdbebens am Sonntagabend. Hohe Intensität (VII) vor allem im Osten der Stadt. Schäden (VI) im gesamten Stadtgebiet möglich.

Deformationszonen

Wie auf oben stehender Karte zu sehen, liegt die Grindavik-Störung (schwarze Linie) innerhalb der südlichen diffusen Deformationszonen. Während im Zentrum, senkrecht zur Magmaintrusion, das Gestein ohne große Gegenwehr zur Seite verschieben kann, stößt es nordöstlich und südwestlich davon auf Reibung durch angrenzende, unbeeinflusste Schichten. Reibung führt zu Spannung und, bei entsprechenden Voraussetzungen, zu Erdbeben. Diese Voraussetzungen sind vor allem westlich (Grindavik) und östlich (Kleifarvatn) davon gegeben, da hier die Bruchzonen des Mittelatlantischen Rückens (MAR) verlaufen. Schwächezonen mit tektonischer Ladung, die sowieso häufig zu Erdbeben führen. Da reicht schon geringe Deformation, um das nächste Beben zu triggern. Das sprichwörtliche Fass.

Insgesamt sind die Erdbeben in diesen Deformatioszonen relativ unsortiert verteilt. Grindavik sticht mit der klar abgegrenzten Serie aus Vorbeben, Hauptbeben und Nachbeben hervor. Zudem sticht nahe der Stadt ein zweites Cluster hervor, was in der Nacht begonnen hat.

Thorbjörn

Westlich des Mount Thorbjörn ist ein neuer Erdbebenschwarm erschienen. Entlang einer Nordost-Südwest verlaufenden Störung, parallel zur Intrusion am Fagradalsfjall, gab es bereits Hunderte Erdbeben, teils über Magnitude 3. Wie der Winkel verrät, handelt es sich auch hier um eine Bruchzone, die bevorzugt als Aufstiegskanal von Magma genutzt wird. Rund um Thorbjörn gab es in den vergangenen Jahren immer wieder Erdbebenschwärme, die auch teils mit magmatischer Aktivität zusammenhingen. Hier könnte durch den Druck des Nachbarvulkans wieder Aktivität im Umfeld einer älteren Intrusion oder in einem angrenzenden hydrothermalen System getriggert worden sein. Genauere Auswertungen der Deformationsstrukturen durch Satellitendaten, die in den kommenden Stunden verfügbar sein werden, dürften mehr Antworten liefern.

Erst im Mai hat eine mögliche Magmaintrusion am Thorbjörn zu einem Erdbebenschwarm geführt und zu deutlichen Anhebungen des Bodens geführt. Genau in dem Bereich, wo aktuell die Erdbeben neu auftreten.

Kleifarvatn

Weiter östlich gab es in jüngerer Zeit keine bekannte magmatische Aktivität. Dennoch fokussiert sich seit Samstag ein weiteres Erdbebencluster westlich des Sees Kleifarvatn. Dieses ist eher diffus verteilt und folgt keinem klaren Störungsverlauf. Dass diese Region reaktiviert wurde, liegt eher an der jüngeren tektonischen Vergangenheit. Zahlreiche schwere Erdbeben teils über Magnitude 6 haben sich in den letzten 100 Jahren dort ereignet. Ein Zeichen dafür, dass viel tektonische Spannung im Gestein vorhanden ist und damit auch das Potential für stärkere Erdbeben. Bereits 2021 kam es in der gesamten Region zu diffus angeordneten kleinen Erdbeben.

Anders weiter westlich: Sowohl das Grindavik-Cluster als auch das Thorbjörn-Cluster liegen in Zonen, in denen rund um die 2021-Eruption keine oder nur sehr wenige Erdbeben ausgelöst worden (siehe Karte oben). Dies spricht dafür, dass durch die neue Magmaintrusion im Vergleich zum Vorjahr ein anderes Spannungsfeld existiert. Möglicherweise durch eine andere Position des Magmas, möglicherweise durch Einfluss der Prozesse seitdem wie der Thorbjörn-Intrusion im Mai. Zudem besteht in den Lücken mehr tektonische Spannung, da im Vorjahr dort nichts abgebaut wurde. Erneut die Geschichte mit dem Fass.

Trotz der Unterschiede: Die Situation zum Vorjahr ist nahezu identisch. Eine seismische Krise, ausgelöst durch Magmaaufstieg und regional weit verbreitete Erdbeben, die bereits schädliche Stärke erreicht haben. Behörden warnen zurecht vor weiteren Beben, Steinschlägen, Erdrutschen. Ein Vulkanausbruch, der sich (wenn überhaupt) wieder in unbesiedelten Gebiet ereignen würde, wäre mehr Erlöser, Touristenmagnet, Musikvideokulisse, als eine wirkliche Gefahr. Island wartet auf seinen neuen Vulkanausbruch, damit die Erdbeben aufhören, bevor es für Grindavik, Keflavik und Reykjavik gefährlich wird.