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Erdbeben in der Antarktis: Langperiodische Wellen mit Amplituden der Magnitude 7 und höher
Als Seismologen der Harvard-Universität vor einigen Jahren behaupteten, die Bewegung von Gletschern in der Arktis könne die Erde wie bei einem Erdbeben in Schwingungen versetzen, stießen sie zunächst auf Skepsis. Obwohl sie ihre Hypothese auf die Aufzeichnungen zahlreicher Erdbebenstationen stützten, fehlten nämlich die Beobachtungen unmittelbar am Gletscher. Einer anderen Forschergruppe ist es nun in der Westantarktis gelungen, Gletscherbewegungen zu messen und gleichzeitig mit den davon ausgelösten Erderschütterungen zu korrelieren. Dabei stellte sich heraus, dass es unter dem Williams-Eisstrom am Ross-Meer mindestens zweimal am Tag mit Magnituden von 7 und mehr bebt.
Gletscher, vor allem aber die riesigen Eisströme in der Antarktis, können mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Metern pro Jahr bergab fließen. Diese Bewegung über den festen Untergrund vollzieht sich aber keineswegs gleichmäßig und stetig. Stattdessen sorgt die Reibung zwischen dem Gletschereis und dem darunter liegenden Gestein dafür, dass der Gletscher „stotternd“ zu Tal gleitet. Das Eis bewegt sich ein wenig und kommt dann zum Stillstand, nur um abermals zu rutschen.
Ruckartige Bewegung führt zu elastischen Wellen
Bei den ruckartigen Bewegungen wirkt sich das enorme Gewicht eines Gletschers aus. Das Eis in vielen der längeren Gletscher und Eisströme wiegt oft mehrere Milliarden Tonnen. Wenn diese Masse ruckartig die Haftreibung des Untergrundes überwindet oder nach kurzem Fluss durch die Reibung rasch gebremst wird, überträgt die Bewegung einen außergewöhnlich großen Impuls auf das Gestein der Erdkruste. Der Impulsübertrag wirkt sich wie ein Erdbeben aus, wobei außerordentlich langperiodische elastische Wellen entstehen.
Die Forschergruppe um Douglas Wiens von der Washington University in St. Louis im amerikanischen Bundesstaat Missouri hat nun mit GPS-Empfängern die Bewegungen des etwa 500 Kilometer vom Südpol entfernten Williams-Eisstroms gemessen. Dabei stellte sich heraus, dass dessen Eis im Durchschnitt zweimal am Tag für jeweils etwa eine halbe Stunde rutscht. Diese Bewegungen vollziehen sich im Rhythmus der Gezeiten. Offenbar führen die wechselnden Gezeitenkräfte dazu, dass der Druck des Gletschers auf den Untergrund schwankt. Bei „Flut“ ist der Druck am geringsten, und die Reibungskraft zwischen der Unterkante des Eises und dem Boden kann leichter überwunden werden.
Zwei Erdbeben pro Tag
In den Aufzeichnungen mehrerer Erdbebenstationen im Bereich der Antarktis fand die Forschergruppe nun langperiodische seismische Wellen, die genau zu jenen Zeiten einsetzten, als der Eisstrom zu rutschen begann, und endeten, als er ruckartig zum Stillstand kam. Wie die Forscher jetzt in der Zeitschrift „Nature“ (Bd. 453, S. 770) schreiben, entsprachen die Amplituden dieser seismischen Wellen Erdbeben der Magnitude 7.
Da sich diese Erschütterungen mindestens zweimal am Tag unter dem Eisstrom ereignen, käme das zwei schweren Erdbeben innerhalb von 24 Stunden gleich. Nirgendwo sonst auf der Welt gibt es eine derart große Seismizität. Die wenigen Menschen, die sich in der Antarktis aufhalten, spüren von diesen Vibrationen aber nichts; denn Eis und Boden schwanken dabei äußerst langsam - mit Perioden von mehr als 20 Sekunden.
