Bisher nahm man an, dass Erdbeben entstehen, weil sich Gestein an Plattengrenzen verhakt und dann abrupt losbricht. Doch jetzt zeigt eine neue Studie: Der Mechanismus ist ein ganz anderer.
Forscher der Universität des Saarlandes und des Forschungszentrums Jülich haben in Experimenten mit Granitblöcken herausgefunden, dass sich die Gesteinsoberflächen nicht bloß mechanisch verzahnen. Stattdessen gehen sie chemische Bindungen ein - eine Art Kaltverschweißung.
Wie scinexx.de berichtet, "verkleben" diese Bindungen die Kontaktflächen der Erdplatten miteinander. Die Forscher um Sergey Sukhomlinov konnten zeigen, dass dieser Prozess die Hauptursache für die Reibung an Plattengrenzen ist - und nicht das einfache Verhaken von Unebenheiten.
An den Nahtstellen der tektonischen Platten werden chemische Bindungen im Gestein ständig aufgebrochen und wieder neu geknüpft. „Wenn Gesteine aneinander vorbeigleiten, lösen sich diese Bindungen ähnlich wie bei einem Klettverschluss“, erklären die Wissenschafter. Das erfordert Energie und erzeugt Reibung.
Die Computersimulationen des Teams zeigten: Neben dem Aufbrechen der Bindungen tragen auch das Verformen und lokale Aufschmelzen des Materials zur Reibung bei.
Die Entdeckung bedeutet auch: Die Erdplatten sind vor einem Beben nicht komplett blockiert, sondern bewegen sich extrem langsam - nur wenige Millimeter pro Jahr. Wird eine kritische Schwelle überschritten, kippt das System plötzlich vom langsamen Kriechen ins schnelle Gleiten.
„Das könnte ein möglicher Auslöser von Erdbeben sein“, sagt Studienautor Bo Persson. Die neuen Erkenntnisse könnten helfen, Erdbebenmodelle zu verbessern und die Vorgänge an Plattengrenzen besser zu verstehen.
