Wie das Alaska-Erdbeben von 1964 die Wissenschaft erschĂŒtterte

Es gab große Schrecken, aber was viele Kinder sich erinnern, vermisst ihr Abendessen.

Das Erdbeben schlug um 17:36 Uhr ein. Alaska-Standardzeit am Karfreitag. Als der erste Schüttelschlag kam, waren viele Eltern in der Küche und reparierten das Abendessen. Für mehr als 4 Minuten knickte und knickte die Erde in ganz Südalaska ein. Wenige Leute kamen in dieser Nacht zu ihren Mahlzeiten nach Hause. In Anchorage brach der Boden auf und riesige Risse verschluckten Kinder und töteten sie vor ihren Geschwistern. Erdrutsche starteten Tsunamis, die Küstendörfer wegfegten, bevor die Erschütterung endete. In Seward hat verschüttetes Öl das Wasser glatt gemacht und Feuer gefangen. Als der vom Erdbeben ausgelöste Tsunami Minuten später auftraf, flammte die Welle auf. "Es war eine unheimliche Sache zu sehen - eine riesige Flut von Feuer an Land gespült", sagte der Überlebende Gene Kirkpatrick im Jahr 1964 National Geographic Magazin.

In 50 Jahren hat kein Erdbeben seit dem Erdbeben von Great Alaska am 27. März 1964 stattgefunden. Mit einer Magnitude von 9,2, der zweitgrößten, die jemals aufgezeichnet wurde, hat das Erdbeben den jungen Staat radikal verändert. Wichtige Küstenhäfen, Straßen und Eisenbahnlinien wurden zerstört. Der verflüssigte Boden in Anchorage führte zu den strengsten seismischen Bauvorschriften des Landes (jetzt von Kalifornien überholt). Präsident Lyndon Johnson ordnete eine umfassende wissenschaftliche Studie über das Erdbeben an. [Siehe Fotos des Großen Alaska-Erdbebens von 1964]

Die geologischen Entdeckungen veränderten, wie wir die Erde verstehen.

"1964 wurden Erdwissenschaftler von der Plattentektonik weggefegt, die alles veränderte, was wir über die Funktionsweise der Erde wissen", sagte Ross Stein, Geophysiker des Geological Survey der USA. "Diese Einsicht wurde durch das große Alaska-Erdbeben vor 50 Jahren ausgelöst."

Das Rätsel lösen

In den 1960er Jahren dachten die Geologen, dass die vertikalen (vertikalen) Störungen den Rand der Kontinente begrenzen würden, ähnlich wie die San-Andreas-Verwerfung, die Kalifornien durchschneidet. Im Jahr 1965 sagte Frank Press, der wissenschaftliche Berater von vier Präsidenten und Leiter von Caltech's Seismological Laboratory werden würde, eine vertikale Verwerfung, die sich von 9 bis 125 Meilen (15 bis 200 Kilometer) Tiefe ausdehne, verursachte das Große Alaska Erdbeben. Sein Modell wurde am 15. Mai 1965 im Journal of Geophysical Research veröffentlicht. Einen Monat später bewies der USGS-Geologe George Plafker, dass er falsch lag.

Als Geologe der USGS hatte Plafker seit 1953 jeden Sommer Alaskas Geologie studiert. Aber als das Erdbeben von 1964 aufkam, war er in Seattle. Nachdem Plafker gehört hatte, dass die Space Needle sich bewegt hatte, als die seismischen Wellen vorbeirasten, rief er seinen Boss in Menlo Park, Kalifornien, an und empfahl eine sofortige Reaktion. Jedes Erdbeben, das groß genug sei, um die Space Needle aus Alaska zu schütteln, müsse für die USGS von Interesse sein, sagte er. [Video: Das große Alaska-Erdbeben 1964]

"Ich schlug vor, dass wir schnell dort aufstehen, bevor die Ingenieure alles glatt bugsierten", sagte Plafker.

Plafkers Arbeit über das Erdbeben von 1964 löste einen wichtigen Teil des Plattentektonik-Puzzles: Wie ozeanische Platten sich an den sogenannten Subduktionszonen, den Kollisionsgürteln, wiederverwenden. In einer Subduktionszone krümmt sich eine Platte unter einer anderen Platte und sinkt in den Mantel, die heißere Schicht unter der Kruste.

"Vor dem Erdbeben von 1964 hatten wir keine einheitliche Theorie darüber, wie die Erde funktioniert", sagte Peter Hauessler, ein USGS-Forschungsgeologe. "Das Erdbeben von 1964 war das erste Mal, dass die Menschen verstanden, dass es Orte gab, die als Subduktionszonen bezeichnet werden und diese wirklich enormen Erdbeben erzeugen."

Die Plattentektonik ist heute ein allgemein akzeptiertes Modell, das alles erklärt, von Erdbeben und dem Wachstum von Bergen. Das Modell sagt, dass die Erdoberfläche in steife Krustenplatten unterteilt ist, die Platten genannt werden. Die ozeanischen Platten sind auf mittelozeanischen Rücken entstanden und wachsen dort, die langen Unterwasservulkanketten, die sich wie die Nähte eines Baseballs um die Erde winden. Beweise für dieses Wachstum wurden erstmals 1963 veröffentlicht - fortschreitend ältere Magnetstreifen auf dem Meeresboden, die sich von den vulkanischen Graten ausbreiteten.

Aber im Jahr 1964 glaubten Geologen, dass sich die pazifische Platte gegen den Uhrzeigersinn drehte. In diesem Szenario wurde keine neue Kruste an vulkanischen Unterwassergraten geschaffen, noch wurde alte Kruste in Subduktionszonen unter Kontinente geschoben. (Die Rotation gegen den Uhrzeigersinn war ein Konzept, das geschaffen wurde, um die Hunderte von Meilen Offset, die kürzlich entlang der San-Andreas-Verwerfung entdeckt wurden, zu erklären.) Allerdings erklärt dieses Modell keine seltsame Beobachtung: Wo sich einige Platten treffen, vertiefen sich die Erdbeben und definieren ein sanftes -Tauchfläche.

Die sorgfältige geologische Kartierung, die von Plafker im Sommer 1964 geführt wurde, würde Schlüssel zum Lösen des Geheimnisses der oceanischen Platten sein, die um die Erdoberfläche gleiten, sagte Stein.

"George hat entdeckt, dass sie unter die Kontinente geschoben wurden. Er hat dieses unglaubliche Rätsel gelöst, das ein Verständnis davon ausgelöst hat, was mit der pazifischen Platte passiert, wenn sie sich unterwirft."

Schleifplatten

Unter dem südlichen Alaska taucht die pazifische Platte unterhalb der nordamerikanischen Platte und reißt mit einer Geschwindigkeit von 2,3 Zoll (5,8 cm) nach Nordwesten

pro Jahr. Reibung zwischen den zwei Platten lässt sie zusammenschließen. Obwohl sie verschlossen sind, bewegen sich die Platten weiter und komprimieren die Kruste wie Federn. Wo die Platten einrasten, knicken und verziehen sie sich, ähnlich wie ein Teppich, der an einem Ende knittert. Wegen dieser Kompression haben sich einige Gebiete der Alaska-Küste vor dem Erdbeben nach unten und andere nach oben gebogen.

Während des Erdbebens von 1964 stiegen oder senkten sich riesige Küstenabschnitte, als sich jede Platte entspannte und die jahrhundertelange Kompression löste. Der Bruch war wie ein Stück Velcro zu lösen, wobei ein Abschnitt der Subduktionszone 580 Meilen lang (930 km) mal 100 Meilen (160 km) lang mit mehr als 100 Meilen pro Stunde (160 km / h) zitterte.

Nach dem Erdbeben im Jahr 1964 untersuchten Walker und seine Kollegen den Aufschwung und den Untergang. Die Gebiete um Montague Island stiegen um 4 bis 9 Meter und Portage fiel um 2 Meter. Insgesamt rutschte die Pazifische Platte unter Nordamerika um etwa 30 Fuß (9 m). Wie Badewannenringe zeigten die aufgewerteten Inseln die vertikalen Veränderungen. Massen von toten Seepocken und Seesterne bewies, dass das Land gerade unter Wasser gewesen war.

Plafker kam zu dem Schluss, dass das Muster nur durch einen versteckten Fehler verursacht worden sein könnte, der die Spannung etwa 15 km unter der Oberfläche löste. Sie fanden nie einen signifikanten Oberflächenbruch von einem vertikalen Fehler, nur kleine Risse von sekundären Fehlern. Die Ergebnisse wurden am 25. Juni 1965 in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

"Wenn Sie die Dinge richtig machen, können Sie einige der Geheimnisse der Natur aufdecken", sagte Plafker.

Nachbeben bestätigten ebenfalls die Ergebnisse. Nach dem gewaltigen Megatrust im März klirrten kleine Erdbeben über die gesamte Länge hinweg auf die sinkende Platte. Das Erkennen dieser Beben mit Seismometern zeigte die pazifische Platte, die unter der nordamerikanischen Platte gebogen war. (Vor März 1964 hatte Alaska nur zwei der erdbebenerkennenden Instrumente - eines in Fairbanks und eines in Sitka. Ein größeres Netzwerk wurde nach dem Beben installiert.)

Und im Nachhinein können Forscher die seismischen Aufzeichnungen des Erdbebens von 1964 inspizieren und sehen, wie sich das Muster eines Erdbebens in der Subduktionszone in den Nadelkratzern versteckt. Das Muster legt nahe, dass ein Block über einen anderen stößt, nicht die Auf- und Abbewegung eines vertikalen Fehlers.

Zukünftige Gefahren

Nachdem die Küste sank, begannen Bäume zu sterben, als Salzwasser und Schlick in ihre Wurzeln eindrang und Geisterwälder schuf, die heute noch sichtbar sind. Jahrzehnte später waren diese Alaska-Geisterwälder der Schlüssel, um herauszufinden, dass die Cascadia-Subduktionszone vor der Küste von Washington auch ein Magnitude-9-Megathrust-Erdbeben im Jahr 1700 hatte.

"Das Erdbeben von 1964 führte zu einer modernen Megathrust-Erdbebenerkennung", sagte Haussler. "Die Muster wurden jetzt in vielen anderen Regionen erkannt."

Die erhabenen Inseln und Baumfriedhöfe entlang der Küste Alaskas deuten darauf hin, dass Megathrusbeben ähnlich wie im Jahr 1964 zwischen 330 und 900 Jahren stattfinden. Aber Geologen sind mehr besorgt über die Gefahren, die Alaskas von häufigeren, kleineren Beben entlang der Aleuten-Subduktionszone zwischen der Stärke 7 und der Stärke 8 ausgesetzt sind.

Der Staatsseismologe Michael West glaubt, dass die Alaskas zu erdbebengefährdet sind.

"Nach dem Erdbeben von 1964 gab es ein visuelles Verständnis der Gefahren, denen wir gegenüberstanden, und ich denke, wir haben ein wenig von dieser Kante verloren", sagte er.

In Anchorage wurden 1964 nasse, schluffige Böden verflüssigt und ein gewaltiger Erdrutsch zerstörte 75 Häuser. Heute, im Erdbebengebiet von Turnagain Heights, werden Kinder und Häuser auf dem zerklüfteten Boden geschluckt. Einige der teuersten Häuser der Stadt rutschte auf verflüssigten Böden in den Ozean. Doch die Leute durften entlang des Klufs wieder aufbauen.

Gesättigter Boden kann steif sein, wenn er still steht und Häuser und Gebäude hochhält. Aber wenn es zittert, wackelt der Boden wie Gelatine und verhält sich wie eine Flüssigkeit. Zwei Drittel der Einwohner Alaskas leben von diesen Mischungen.

Seit dem Erdbeben von 1964 haben Geologen gelernt, dass die Geschwindigkeit des Erdbebens bei der Zerstörung durch die Verflüssigung eine wichtige Rolle spielt. Das Schütteln im Jahr 1964 war lang und langsam, anstelle des schnellen, hochfrequenten Schüttelns ähnlich wie in Christchurch, Neuseeland, das 2011 185 Menschen mit einem Beben der Stärke 6,1 im Jahr 2011 tötete. Christchurch und Alaska teilen ähnliche Mischungen von unkonsolidierten Sedimenten, sagte West .

Schreckliche Wellen

Das Erdbeben bestätigte auch die Verbindung zwischen Erdbeben in der Subduktionszone und Tsunamis. Die Bewegung des Meeresbodens während des Erdbebens schiebt das Meer und gibt ihm eine große Ohrfeige, die sich in eine massive Flutwelle verwandelt.

Für ein Erdbeben und einen Tsunami, die im vergangenen Jahrzehnt so groß waren wie nie zuvor, war die Zahl der Toten mit 131 Menschen bemerkenswert niedrig. Im gesamten Südosten war der größte Schaden nicht durch Bodenerschütterungen, sondern durch Bodenversagen, Tsunamis und Erdrutsche verursacht worden. Der Staat hatte wenige Bewohner und sie lebten in niedrig gebauten Holzhäusern, die am widerstandsfähigsten gegen Erschütterungen waren. [11 Fakten über das 1964 Alaska-Erdbeben]

Von den 119 Todesfällen, die auf die Meereswellen zurückzuführen sind, entfielen rund ein Drittel auf den Tsunami im offenen Ozean: vier in Newport Beach, Oregon; 12 in Crescent City, Kalifornien; und ungefähr 21 in Alaska. Der schlimmste Schaden wurde durch Tsunamis verursacht, die durch Unterwasser-Erdrutsche ausgelöst wurden, da dicke Sedimenthaufen während des Erdbebens zusammenbrachen. In einigen Fällen schlugen diese Wellen vor dem Erdbeben ein und fegten ganze Dörfer hinweg. Zweiundachtzig

Menschen wurden durch diese "lokalen Wellen" getötet.

"Die Opfer in Seward, Chenega, Valdez und Whittier hatten kaum eine Chance. Der Tsunami überschwemmte sie in Sekundenschnelle", sagte West.

In Seward wurde die Tsunami-Überschwemmungszone, in der Wasser die Stadt zerstörte und anlegte, in einen Park und einen öffentlichen Campingplatz verwandelt. In den letzten Jahren hat sich jedoch eine neue Entwicklung in die Überschwemmungszone eingeschlichen, was eine Debatte über Sicherheits- und Tsunami-Gefahren ausgelöst hat.

In den letzten 50 Jahren haben Alaskas zahlreiche starke Erdbeben ertragen, die andere Staaten verwüstet hätten, wie zum Beispiel ein Erdbeben der Stärke 7,9 im Jahr 2002 und einen 7,5 Shaker im Jahr 2012.

"Wenn Sie nicht vorsichtig sind, ist die Botschaft, dass diese großen Erdbeben niemanden in Alaska verletzen", sagte West. "Das ist ungeheuer naiv."

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