Starker Erdbebenschwarm im Süden von Kalifornien

Nachrichten und Hintergründe zu diesem Erdbeben

Im Süden Kaliforniens kommt es seit Sonntagmorgen zu einem starken Erdbebenschwarm nahe der Stadt Brawley im Imperial Valley an der Grenze zu Mexiko. Innerhalb weniger Stunden registrierte der USGS mehr als 200 Erdbeben in der Region, darunter zahlreiche Ereignisse mit Magnituden über 2 und mehrere spürbare Beben über Magnitude 4. Das bislang stärkste Ereignis erreichte nach vorläufigen Daten eine Magnitude von 4.5. Weitere stärkere Beben lagen unter anderem bei Magnitude 4.4, 4.2 und 4.0. Die Daten sind noch vorläufig und können sich im weiteren Verlauf ändern.

Dieser Erdbebenschwarm folgt dem typischen Muster: Es gibt kein klares Hauptbeben, sondern mehrere ähnlich starke Erdbeben, sowie eine Vielzahl von kleineren Beben, deren Häufigkeit mit abnehmender Magnitude zunimmt. Im Bereich unter Magnitude 2 bebt es aktuell fast minütlich. Über Mustererkennung konnten seit 2 Uhr rund 700 Erdbeben ab Magnitude 1.5 identifiziert werden. Die manuelle Auswertung des USGS kommt bei der hohen Erdbebenanzahl nicht hinterher, weshalb deutlich weniger Erdbeben tatsächlich bestätigt sind.

Brawley Seismic Zone: Eine bekannte Schwarmregion

Der aktuelle Schwarm ereignet sich in der Brawley Seismic Zone, einer der seismisch aktivsten und komplexesten Regionen Südkaliforniens. Sie liegt südlich des Salton Sea und bildet eine Übergangszone zwischen der Imperial Fault im Süden und dem südlichen Ende der San-Andreas-Verwerfung im Norden. Die Region gehört damit zur Plattengrenze zwischen der Pazifischen Platte und der Nordamerikanischen Platte.

Anders als bei einer einzelnen, klar ausgeprägten Verwerfung ist die tektonische Struktur dort stark zergliedert. Die Bewegung der Plattengrenze verteilt sich auf mehrere Störungen und Störungsabschnitte. Ein Teil der Bewegung erfolgt als Seitenverschiebung, ein anderer Teil hängt mit Dehnung der Erdkruste zusammen. Die Brawley Seismic Zone wird deshalb oft als Übergangsbereich beschrieben: Im Süden geht die Plattengrenze in das Rift-System des Golfs von Kalifornien über, im Norden dominiert das San-Andreas-System.

Diese Mischung aus Seitenverschiebung, Dehnung, hoher Wärmestromdichte und geothermaler Aktivität macht die Region besonders anfällig für Erdbebenschwärme. Der Untergrund ist dort nicht einfach ein einzelner Bruch, der gelegentlich ruckartig versagt. Vielmehr können sich Spannungen auf mehrere benachbarte Strukturen verteilen, während natürlich vorkommende Fluide in der Erdkruste und erhöhte Temperaturen die Stabilität einzelner Störungsflächen beeinflussen können.

Warum Schwärme anders sind als normale Nachbeben

Bei einer klassischen Erdbebensequenz gibt es meist ein deutlich größeres Hauptbeben. Danach folgen Nachbeben, die im Durchschnitt mit der Zeit seltener und schwächer werden. Ein Schwarm funktioniert anders. Mehrere ähnlich starke Ereignisse können über Stunden, Tage oder sogar Wochen auftreten, ohne dass sofort klar ist, welches Beben das Hauptbeben gewesen sein soll.

Genau das macht die aktuelle Sequenz bei Brawley fachlich interessant. Die Erdbeben liegen zwar räumlich nahe beieinander, verteilen sich aber offenbar nicht nur entlang einer einzigen, sauber erkennbaren Bruchfläche. Das passt gut zur bekannten Struktur der Brawley Seismic Zone, in der mehrere Störungszonen und unterschiedliche Bewegungsrichtungen zusammenwirken.

Solche Schwärme sind dort kein neues Phänomen. Besonders bekannt ist der Brawley-Schwarm von August 2012. Damals wurden mehr als 600 Erdbeben registriert; das stärkste erreichte eine Magnitude von 5.5. Auch ältere Schwärme mit Magnituden über 5 sind aus der Region bekannt.

Vergleich mit dem Vogtland: Ähnliches Muster, anderer tektonischer Rahmen

Für Leser in Deutschland bietet sich ein Vergleich mit dem Vogtland und Nordwestböhmen an. Auch in dieser Region sind Erdbebenschwärme bekannt. In starken Phasen können Tausende kleine Erdbeben innerhalb weniger Tage oder Wochen registriert werden..

Die Ursachen sind aber nicht identisch. Im Vogtland spielt nach heutigem Forschungsstand der Aufstieg von Fluiden aus größerer Tiefe eine wichtige Rolle. Die Region ist bekannt für hohe CO₂-Flüsse und wiederkehrende Schwarmaktivität. Solche Fluide können den Porendruck an Störungen verändern und damit Erdbeben auslösen oder begünstigen. Zum Teil könnte auch aufsteigendes Magma eine Rolle spielen.

Bei Brawley kommt dagegen die direkte Lage an der aktiven Plattengrenze hinzu. Dort wirken starke tektonische Spannungen zwischen Pazifischer und Nordamerikanischer Platte, dazu kommen Dehnung im Bereich des Salton Troughs, geothermaler Wärmestrom und vermutlich ebenfalls fluidbezogene Prozesse. Vereinfacht gesagt: Im Vogtland ist der Schwarm besonders stark mit Fluiden in einer alten mitteleuropäischen Krustenstruktur verbunden. In Brawley passiert Ähnliches in einem viel aktiveren tektonischen Umfeld, direkt an einer großen Plattengrenze. Dadurch können die Erdbebenschwärme in Brawley deutlich intensiver werden. Der letzte große Brawley-Schwarm erreichte Magnituden bis 5.5. Es ist daher zu erwarten, dass der aktuelle Schwarm noch eine Weile andauern und sich möglicherweise noch verstärken wird.

Kündigt der Schwarm das „Big One“ an?

Eine naheliegende Frage ist, ob ein solcher Schwarm die San-Andreas-Verwerfung beeinflussen und damit ein sehr großes Erdbeben, das oft als „Big One“ bezeichnet wird, ankündigen könnte. Die kurze Antwort lautet: Ein direkter Hinweis darauf ist der aktuelle Schwarm nicht. Die Brawley Seismic Zone liegt zwar tektonisch an einer wichtigen Übergangsstelle zwischen Imperial Fault, Salton Sea und dem südlichen Ende des San-Andreas-Systems. Deshalb ist wissenschaftlich durchaus interessant, ob und wie solche Schwärme Spannungen auf benachbarte Störungen übertragen können. Einzelne Studien untersuchen genau solche Kopplungen und mögliche dynamische Bruch-Szenarien in dieser Region. Aus einem Schwarm dieser Größenordnung lässt sich aber kein bevorstehendes Großbeben ableiten.

Wichtig ist die Einordnung: Südkalifornien liegt an einer aktiven Plattengrenze, und die südliche San-Andreas-Verwerfung kann grundsätzlich sehr starke Erdbeben erzeugen. Erdbebenschwärme bei Brawley sind aber ein bekanntes und wiederkehrendes Phänomen. Auch frühere Schwärme, etwa 2012 mit Ereignissen bis Magnitude 5.5, führten nicht unmittelbar zu einem großen San-Andreas-Erdbeben. Der aktuelle Schwarm zeigt daher vor allem, dass die Region seismisch aktiv ist und dass Spannungen in einem komplexen Störungsnetzwerk abgebaut werden. Er ist ein guter Anlass, an Erdbebenvorsorge zu erinnern, aber kein belastbares Warnsignal für ein unmittelbar bevorstehendes „Big One“.