Inhalt
- Gefährdete Gemeinden im Mississippi-Tal
- Die geologische Aufzeichnung
- Fortgesetzte seismische Aktivität
- GPS-Daten aus der neuen seismischen Zone von Madrid
- Voraussichtliche Auswirkungen von künftigen großen Erdbeben
- Kontinuierliche Vorbereitung erforderlich
New Madrid Erdbebenkarte: Topografische Karte mit Erdbeben der Stärke 2,5 (Kreise) der zentralen Vereinigten Staaten. Rote Kreise sind Erdbeben, die nach 1972 aus dem USGS Preliminary Determination of Epicenters-Katalog aufgetreten sind. Blaue Kreise sind Erdbeben, die vor 1973 im USGS Preliminary Determination of Epicenters-Katalog und im historischen Katalog aufgetreten sind. Größere Erdbeben werden durch größere Kreise dargestellt. Gelbe Flecken zeigen städtische Gebiete mit mehr als 10.000 Einwohnern. USGS-Bild. Karte vergrößern.
Gefährdete Gemeinden im Mississippi-Tal
In der wissenschaftlichen Gemeinschaft besteht weitgehende Übereinstimmung darüber, dass ein schwerwiegendes zerstörerisches Erdbeben in der seismischen Zone von New Madrid weiterhin Besorgnis erregt. Viele Gebäude in Memphis, Tennessee, St. Louis, Mississippi und anderen Gemeinden im zentralen Mississippi River Valley sind anfällig und von starken Bodenerschütterungen bedroht. Diese Einschätzung basiert auf jahrzehntelanger Forschung zu Erdbeben in New Madrid und verwandten Phänomenen durch Dutzende von Erdwissenschaftlern auf Bundes-, Hochschul-, Landes- und Beratungsebene.
In letzter Zeit hat sich aus Medienberichten ein beträchtliches Interesse entwickelt, dass die seismische Zone New Madrid möglicherweise stillgelegt wird. Diese Berichte stammen aus veröffentlichten Forschungsarbeiten unter Verwendung von GPS-Instrumenten (Global Positioning System) mit Ergebnissen geodätischer Dehnungsmessungen in der Erdkruste. Da in einigen Gebieten der Erdbebenzone in den letzten 14 Jahren an der Oberfläche keine messbaren Spannungen aufgetreten sind, wurden Argumente vorgebracht, dass sich in der Tiefe innerhalb der Erdbebenzone von New Madrid keine Spannungen aufbauen und die Zone möglicherweise nicht mehr besteht eine erhebliche Gefahr.
Im Rahmen der Konsensfindung für die Entwicklung der nationalen Karten für Erdbebengefährdungen berief der US-amerikanische Geological Survey 2006 einen Expertenworkshop ein, um die neuesten Erkenntnisse zu Erdbebengefahren in den östlichen Vereinigten Staaten zu evaluieren. Diese Experten betrachteten die damals verfügbaren GPS-Daten aus New Madrid als wenig bis gar nicht bodennah. Die Experten empfanden die GPS-Daten nicht als überzeugenden Grund, die Bewertung der Erdbebengefahr in der Region New Madrid zu senken, insbesondere angesichts der vielen anderen Arten von Daten, die zur Erstellung der Gefahrenbewertung verwendet werden, von denen einige beschrieben werden Hier.
Die geologische Aufzeichnung
Es gibt historische Berichte über große Erdbeben in der Region New Madrid in den Jahren 1811-12. Die geologischen Aufzeichnungen von Erdbeben vor 1811 zeigen auch, dass die seismische Zone von New Madrid in den letzten 4.500 Jahren wiederholt Sequenzen schwerwiegender Erdbeben der Stärke 7 bis 8 hervorgebracht hat. Diese prähistorischen Erdbeben verursachten in der Region New Madrid schwere und weitverbreitete Bodenversagen, ähnlich wie sie durch die Erdbebenfolge von 1811-12 verursacht wurden. Der Hauptbeweis für große Erdbeben, die in der Vergangenheit auftraten, sind Sandschläge, die entstanden sind, als unterirdischer Sand und Wasser infolge heftiger Erschütterungen an die Oberfläche brachen. Zahlreiche große Sandstöße über ein weites Gebiet wurden während der Erdbeben von 1811-12 durch starkes Bodenrütteln erzeugt. Ähnlich große, weit verbreitete und häufig vorkommende prähistorische Sandstöße wurden auf derselben Fläche während des Bodenschüttelns von früheren Ansammlungen großer Erdbeben um 1450, 900 und 2350 v. Chr. Erzeugt. Die Größe und Flächenverteilung der prähistorischen Sandstöße deuten darauf hin, dass die älteren Erdbeben in ihrer Lage und Stärke den Schocks von 1811-12 ähnlich waren.
Fortgesetzte seismische Aktivität
Die seismische Zone New Madrid ist eine Quelle für anhaltende kleine und mittelschwere Erdbeben, die die hohe Belastung in der Region bestätigen und darauf hinweisen, dass die Prozesse, die die großen Erdbeben in den letzten 4.500 Jahren hervorgerufen haben, noch immer in Betrieb sind. Es ist das seismisch aktivste Gebiet der Vereinigten Staaten östlich der Rocky Mountains. Es gibt keine Anzeichen dafür, dass die Rate dieser kleineren Erdbeben mit der Zeit abnimmt, wie es zu erwarten wäre, wenn es sich um Nachbeben der Jahre 1811–12 handelte.
GPS-Daten aus der neuen seismischen Zone von Madrid
Es ist seit einigen Jahren bekannt, dass GPS-Messungen, die seit etwa 1996 durchgeführt wurden, keine signifikante Verformung in einem Teil der seismischen Zone von New Madrid zeigen. Die neuen Ergebnisse, über die kürzlich berichtet wurde, unterscheiden sich nicht wesentlich von denen, die aus früheren GPS-Daten abgeleitet wurden. Obwohl diese kurzfristigen Beobachtungen wichtig sind, müssen sie durch den Kontext tektonischer Prozesse gemildert werden, die sich über viele tausend bis millionen Jahre entwickelt haben. Es ist unwahrscheinlich, dass solche langfristigen Prozesse in einigen Jahrzehnten mit einer damit einhergehenden Abnahme der Erdbebengefahr zum Erliegen kommen.Die Region New Madrid liegt inmitten der riesigen nordamerikanischen tektonischen Platte. Im Gegensatz zu Plattengrenzeneinstellungen wie den Küsten Kaliforniens oder Alaskas, an denen eine kontinuierliche Verformung an der Oberfläche gemessen werden kann, sagen einige Modelle voraus, dass während des Zeitraums zwischen großen Erdbeben in seismischen Gebieten innerhalb einer Platte nur eine geringe Verformung auftritt.
Die USGS hat einen umfassenden Konsensprozess bei der Entwicklung und Aktualisierung der nationalen seismischen Gefahrenkarten durchgeführt. Diese Karten bilden die Grundlage für die Bestimmungen zur Erdbebengefährdung in den Modellbauvorschriften, die in fast allen Staaten der USA erlassen wurden. An vielen Workshops nahmen Hunderte von Wissenschaftlern und Ingenieuren teil, und bei der Entwicklung der Karten für die Erdbebengefährdung wurde ein gründlicher Peer-Review-Prozess durchgeführt. Wissenschaftler bewerteten in einigen Workshops die GPS-Ergebnisse der letzten 12 Jahre in New Madrid und diskutierten deren Bedeutung. Sie berücksichtigten auch die eindeutigen geologischen Beweise für große Erdbeben in den letzten 4.500 Jahren und die anhaltenden gemäßigten Erdbeben in der Region. Es war der Konsens dieser breiten Gruppe von Wissenschaftlern, dass (1) die Beweise darauf hindeuten, dass in Zukunft große Erdbeben ähnlich den Erdbeben von 1811-12 mit einer durchschnittlichen Wiederholungszeit von 500 Jahren auftreten können und dass (2) die Stärke 6 Erdbeben, die ebenfalls schwere Schäden verursachen können, sind häufiger zu erwarten als die großen Schocks von 1811-12.
Basierend auf dieser Geschichte vergangener Erdbeben schätzt die USGS die Wahrscheinlichkeit, dass in den nächsten 50 Jahren ein Erdbeben auftritt, das der Sequenz von 1811-12 ähnelt, auf 7 bis 10 Prozent und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Erdbeben der Stärke 6 oder höher auftritt 50 Jahre sind 25 bis 40 Prozent.
Voraussichtliche Auswirkungen von künftigen großen Erdbeben
Erdbebengefahren beinhalten mehr als nur starke Bodenerschütterungen durch vorbeiziehende seismische Wellen. Die Erdbeben von 1811-12 verursachten viele Arten von Erdrutschen, darunter Erdrutsche entlang der Mississippi River Bluffs von Mississippi nach Kentucky. Zu den Bodenversagen gehörten auch die seitliche Ausbreitung und das Absinken des Bodens durch Bodenverflüssigung über die Überschwemmungsfläche des Mississippi und entlang der Zuflüsse zum Mississippi auf einer Fläche von mindestens 15.000 Quadratkilometern. Heute ist zu erwarten, dass ein Wiederholungsereignis im Nordosten von Arkansas, im Südosten von Missouri, im Westen von Tennessee und Kentucky sowie im Süden von Illinois ähnliche Auswirkungen hat. Straßen im Mississippi-Tal von Arkansas und Missouri (z. B. die Interstate 55) könnten aufgrund von Brückendefekten und Fahrbahnrissen unpassierbar werden. Das Ablassen großer Mengen von Wasser, Sand und Schlamm als Folge der Verflüssigung kann Felder und Straßen überfluten und die Landwirtschaft für Wochen bis Monate stören. Überschwemmungen von Ackerland, auf dem landwirtschaftliche Chemikalien vor Ort gelagert werden, können Flüsse und Bäche kontaminieren. Ein Versagen der Deiche, insbesondere während des Hochwassers, würde zu Überschwemmungen führen, und ein Versagen der Ufer könnte die Schifffahrt auf dem Mississippi und seinen Nebenflüssen für viele Wochen erschweren.
Die Stadt Memphis und die umliegende Metropole mit mehr als einer Million Einwohnern wären stark betroffen. Memphis verfügt über eine veraltete Infrastruktur, und viele seiner großen Gebäude, darunter unbewehrte Schulen sowie Feuerwehr- und Polizeistationen, wären besonders anfällig, wenn sie starken Bodenbewegungen ausgesetzt wären. Relativ wenige Gebäude wurden nach Bauvorschriften gebaut, die eine erdbebensichere Auslegung vorsehen. In der Innenstadt von Memphis entlang des Mississippi und entlang des Wolfs, der durch Memphis fließt, treten wahrscheinlich Bodenverflüssigungen und damit verbundene Bodenversagen auf. Die älteren Autobahnen und Eisenbahnbrücken, die den Mississippi überqueren, sowie ältere Überführungen könnten bei einem schweren Erdbeben in New Madrid beschädigt werden oder einstürzen. Einige der Brücken und Rohrleitungen, die den Wolf überqueren, könnten beschädigt oder zerstört werden. Obwohl Memphis wahrscheinlich der Hauptschaden in der Region ist, würden St. Louis, Missouri, Little Rock, Ark. Und viele kleine und mittlere Städte ebenfalls Schaden erleiden.
Kontinuierliche Vorbereitung erforderlich
Die geologischen Aufzeichnungen über wiederholte schwere Erdbeben, die historischen Aufzeichnungen über die schweren Erdbeben von 1811-12 und die anhaltende Erdbebenaktivität in der Region sind überzeugende Beweise dafür, dass die Region New Madrid ein hohes Erdbebenrisiko aufweist. Das Überwiegen von Beweisen lässt darauf schließen, dass Erdbeben in Zukunft so häufig und so heftig wie in den vergangenen 4.500 Jahren zu erwarten sind. Eine derart hohe Gefährdung erfordert umsichtige Maßnahmen wie angemessene Bauvorschriften zum Schutz der öffentlichen Sicherheit und zur Gewährleistung der sozialen und wirtschaftlichen Widerstandsfähigkeit der Region gegenüber künftigen Erdbeben.