Die Gezeiten könnten bei Erdbeben eine größere Rolle spielen als bisher angenommen. (Bildquelle: Pihuliak - adobe.stock.com)

Eigentlich wissen wir ja, wie Erdbeben entstehen: Die Erdkruste besteht aus mehreren Platten, die ständig in Bewegung sind. Dadurch entstehen Spannungen im Gestein. Werden diese zu groß, lösen sie sich durch eine plötzliche Verschiebung der Gesteinsmassen. Dabei wird extrem viel Energie freigesetzt, die sich in Form von seismischen Wellen ausbreitet und schließlich die Erdoberfläche zum Beben bringt.

Ob Erdbeben nicht auch durch Sonne und Mond ausgelöst werden können, darüber sinniert und forscht die Wissenschaft seit Jahren, so The British Geological Survey. Erstmals wurde das jetzt durch französische Forscher ergründet.

Tauziehen am Himmel

Bevor wir zur eigentlich Studie kommen, müssen wir verstehen, wie die Gezeiten auf der Erde funktionieren.

Im Grunde ist die Idee, warum Sonne und Mond Erdbeben verursachen könnten, recht leicht zu verstehen. Der Kern liegt in den Gezeitenkräften und deren Gravitationswirkung verursacht durch die beiden Himmelsgestirne.

Der Mond zieht das Wasser der Ozeane auf der ihm zugewandten Seite stärker an als den Erdkörper selbst. Dadurch entsteht dort ein Wasserberg, der für einen Hochwasserstand sorgt. Anders ausgedrückt: Auf der einen Seite entsteht Ebbe, auf der anderen Flut.
Der Beitrag, den die Sonne zusätzlich leistet, resultiert in Springtiden. Stehen Sonne, Mond und Erde nämlich auf einer Linie, verstärken sich die Gravitationskräfte.

0:54 Im Dienste der Wissenschaft: Massenhaft schwarze Bälle werden in ein Wasserreservoir geschüttet

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Auf Basis dieses Wissens haben Forscher der PSL University in Frankreich ein Modell gebaut, um herauszufinden, ob eben jene Gezeitenverschiebung auch die Ursache für Erdbeben sein könnte. Die Studie wurde in JGR Solid Earth veröffentlicht.

Ein Team aus Geologen simulierte ein digitales Feder-Block-Modell, bei dem ein Block von einer Feder gezogen wird. Damit haben sie die grundlegenden Bewegungen von Gezeiten simuliert.
Forscher führten wiederholt Kraftimpulse durch, die der Anziehungskraft von Sonne und Mond nachempfunden waren.
Dabei stellten sie fest, dass es erstaunlich wenig Krafteinwirkung bedarf, um eine Verwerfung zu verschieben.

In der Studie steht entsprechend geschrieben:

Unsere Ergebnisse zeigen, dass bereits geringe Spannungsstörungen periodische sowie zeitlich komplexe Gleitereignisse an stabilen Gleitverwerfungen auslösen können. Wir stellen fest, dass die Verwerfung deutlich empfindlicher auf Auslöser reagiert, wenn die Periode der gezeitenbedingten Spannungsstörungen mit der natürlichen Reaktionszeitskala der Verwerfung übereinstimmt.

Einer der Co-Autoren der Studie, der Seismologe der University of Tokyo in Japan namens Satoshi Ide, fand bereits 2016 heraus, dass es einen starken Zusammenhang zwischen hohen Gezeitenspannungen und dem Auftreten von Erdbeben hoher Stärke gibt. Die Studie (via Nature Geoscience), in der mehr als 10.000 Erdbeben mit einer Stärke von über 5,5 analysiert wurden, wies darauf hin, dass Erdbeben in Zeiten hoher Gezeitenkräfte mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Stärke von bis zu 8 erreichen.

Kleine Vibrationen mit großen Auswirkungen

Die Forscherinnen und Forscher haben zudem bemerkt, dass die Gezeitenspannungen nur einer von vielen Faktoren ist, die schlussendlich Erdbeben auslösen.

Die Spannungen durch die Tidalbewegungen selbst sind nämlich sehr gering, vergleichbar mit einem sanften Händedruck. Das mag nach nicht viel klingen, aber solche winzigen Vibrationen sind der Grund für sogenannte »langsame Erdbeben«; nicht jedes Erdbeben ist heftig, weil gelöste Spannungen spontan explodieren.

Langsame Erdbeben sind Erdbeben, bei denen sich tektonische Platten nicht plötzlich und ruckartig, sondern über einen längeren Zeitraum hinweg verschieben.
Ein langsames Erdbeben kann Tage, Monate oder sogar Jahre dauern, ohne, dass wir Menschen etwas mitbekommen.

Warum langsame Erdbeben dennoch gefährlich sind, schreibt das Smithsonian Magazine. Die Wissenschaft vermutet, dass langsame Erdbeben die Spannungen an Plattengrenzen beeinflussen und möglicherweise sogar schwere Erdbeben begünstigen können. Der genaue Zusammenhang ist allerdings noch nicht vollständig geklärt.

Die Studie aus Frankreich wirft daher die Frage auf, unter welchen physikalischen Bedingungen Erdverwerfungen auf zwar schwache, aber periodische Kräfte reagieren. Kurzgesagt: Ebbe und Flut könnten viel mehr Einfluss auf Erdbeben haben als bisher angenommen.

Wichtig scheint dabei der Zeitpunkt zu sein, wann die Gezeiten Auswirkungen auf die unterirdischen Verwerfungen haben.
Sinnbildlich verwenden die Forschenden dabei eine Schaukel: Wenn man diese im richtigen Rhythmus anschubst, schwingt sie höher.

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Die Studie aus Frankreich ist allerdings mit Vorsicht zu genießen. Das digitale Block-Feder-Modell vereinfacht die Realität erheblich. Zwar haben andere Studien ebenfalls bewiesen, dass Gezeitenspannungen wohl eine Rolle spielen (via Nature), ihr Einfluss aber regional begrenzt zu sein scheint. Darüber hinaus stellt das Modell natürlich nur eine einzelne, isolierte Verwerfung dar, was in der Realität nur selten der Fall ist.

Nichtsdestotrotz ist die Arbeit der Forschenden enorm wichtig, da sie einen experimentellen Rahmen bildet, um die unterirdischen Kräfte unseres Planeten besser zu verstehen. Da langsame Erdbeben größeren vorausgehen können, wäre die Beobachtung der Gezeiten ein probates Mittel, um Menschen künftig besser vor jener Naturkatastrophe schützen zu können.