Was passiert, wenn ein 9.0-Magnitude-Erdbeben Seattle trifft?

In Vorbereitung auf das BIG ONE - das mächtige Erdbeben der Stärke 9,0, das den pazifischen Nordwesten verwüsten soll - haben Geophysiker 50 virtuelle Simulationen erstellt, um zu sehen, wie ein solches Beben die Region erschüttern könnte.

Die Simulationen zeichnen kein schönes Bild für Seattle oder die Küstengebiete von Washington, Oregon, British Columbia und Nordkalifornien, aber die Orte einiger Epizentren waren ein bisschen nachsichtiger als andere.

"Die Menschen haben in der Vergangenheit Simulationen wie diese gemacht, aber nur ein oder zwei", sagte Studienleiterin Erin Wirth, die das Projekt als Postdoc in der Abteilung für Erd- und Weltraumwissenschaften an der Universität von Washington durchgeführt hat. "Bei 50 [Simulationen] haben wir versucht, die volle Bandbreite an Möglichkeiten zu zeigen, indem wir alle diese Parameter variierten." [Die 10 größten Erdbeben in der Geschichte]

Der Pazifische Nordwesten befindet sich im Erdbebengebiet, hauptsächlich aufgrund der Cascadia Subduction Zone (CSZ), einem 620 Meilen langen (1.000 Kilometer) Bruch, der sich von Nord Vancouver Island, Kanada, nach Cape Mendocino, Kalifornien, nach dem Pacific Northwest Seismic Network erstreckt . An der Verwerfungslinie bewegt sich die vorgelagerte Juan-de-Fuca-Platte in Richtung und schließlich unter die Platte, die den Kontinent Nordamerika hält. (Es gibt andere aktive Störungen im pazifischen Nordwesten, aber die CSZ ist in der Lage, die stärksten Erdbeben auszulösen, laut dem Washington State Department of Natural Resources.)

"Wir wissen, dass Cascadia in der Lage ist, große Megathrust-Erdbeben bis etwa 9 Grad zu haben", sagte Wirth, der heute Geophysiker am Geological Survey der USA (USGS) ist. "Der letzte ist im Jahr 1700 vorgekommen. Offensichtlich hatten wir damals keine Seismometer, um das Schütteln aufzuzeichnen, also wissen wir wirklich nicht, wie es in Bezug auf die Intensität des Bodenschüttelns aussah."

Um die Auswirkungen eines Erdbebens der Stärke 9,0 zu untersuchen, führten Wirth und ihre Kollegen virtuelle Simulationen auf Supercomputern durch. Für jede Simulation änderten sie zufällig drei Variablen: die Position des Ausgangspunkts des Erdbebens auf Bodenhöhe, bekannt als das Epizentrum; wie weit landeinwärts das Erdbeben gerissen ist (d. h. wie nah es an wichtigen Binnenstädten wie Seattle und Portland, Oregon ist); und die Stelle von starken Flecken oder Orten, von denen bekannt ist, dass sie besonders starkes Bodenschütteln erzeugen.

Im Verlauf der 50 Simulationen "sahen wir immer die stärksten Erschütterungen entlang der Küste, da sie der Offshore-Verwerfung am nächsten sind", sagte Wirth zu Live Science. Es gab auch immer wieder starke Erschütterungen in Bereichen oberhalb von Sedimentbecken, die mit Schichten unterschiedlicher Sedimente gefüllt sind, einschließlich des Seattle-Beckens.

"Diese Art von schwachem Material lässt den Boden eher wackeln", sagte Wirth. "Die Leute beschreiben es gerne als auf einer Schüssel Wackelpudding sitzend. Du kannst dir vorstellen, wenn du einen Teller schüttelst, auf dem sich Wackelpudding befindet, wird der Wackelpudding viel mehr [als der Teller] schütteln, weil es ist so schwach."

Das Jell-O-ähnliche Seattle-Becken könnte ein langanhaltendes Erdbeben haben, fanden die Forscher heraus. "Die durchschnittliche Dauer der starken Erschütterungen in Seattle beträgt etwa 100 Sekunden, etwa viermal so lang wie seit dem Nisqually-Erdbeben von 2001", berichtete das Erdbeben der Stärke 6,8, das die Region Seattle erschütterte, Studienkollege Art Frankel, ein USGS-Seismologe und Mitglied des Fakultätsmitglieds Die University of Washington, sagte in einer Erklärung.

Wegbrechen

Seattle könnte katastrophalen Schaden erleiden, wenn die Bedingungen stimmen. Wenn das Epizentrum unmittelbar unter der Spitze des nordwestlichen Washingtons liegt, würden seine seismischen Wellen von der Smaragdstadt ausgehen.

"Der Grund dafür ist, dass [der Epizentrum] den Bruch von Seattle wegbreitet, also betrifft es am meisten Offshore-Standorte", sagte Wirth in der Erklärung. "Aber wenn das Epizentrum ziemlich weit vor der Küste liegt, breitet sich der Bruch landeinwärts aus, und all diese starken Bodenschüttungen häufen sich auf dem Weg nach Seattle an, um das Schütteln in Seattle viel stärker zu machen." [Bildergalerie: Destruktive Erdbeben dieses Jahrtausends]

Die Ergebnisse zeigten auch, dass, wenn ein Erdbeben weiter landeinwärts bricht, große Städte wie Seattle und Portland stärker erschüttert werden.

Darüber hinaus werden Orte in der Nähe von starken Flecken auch stark geschüttelt. "Aber wir wissen nicht, wo diese Patches sein werden", sagte Wirth zu Live Science. "Wir haben es in unseren Simulationen zufällig variiert."

Ingenieure an der Universität von Washington betrachten jetzt diese Ergebnisse und herausfinden, wie die Gebäude in Seattle das Schütteln, das in den Simulationen vorausgesagt wird, aushalten würden, sagte Wirth. Sie berücksichtigen auch, dass die Erschütterungen um einen Faktor von 10 variieren können, "je nachdem, wo das Erdbeben begann oder wie nahe Sie einem dieser starken Flecken auf dem Fehler waren", sagte Wirth.

Es ist unmöglich, Erdbeben mit der aktuellen Technologie vorherzusagen, aber der pazifische Nordwesten ist noch nicht auf ein großes Erdbeben ausgerichtet. Die CSZ hat etwa alle 500 Jahre ein großes Erdbeben, und es sind rund 300 Jahre seit der letzten großen, sagte Wirth.

"Es ist nur wichtig zu wissen, dass wir diese Erdbebengefahr im Nordwesten des Pazifiks haben", sagte sie. "Haben Sie Ihr Erdbeben Kit und wissen, was Sie bei einem Erdbeben tun würden. Das ist das Beste, was wir tun können."

Die Forschung, die noch in einer Peer-Review-Zeitschrift veröffentlicht werden muss, wurde am 24. Oktober auf dem Jahrestreffen der Geological Society of America 2017 in Seattle vorgestellt.

Lassen Sie Ihren Kommentar