Symbolbild: Erdbeben (hier Erdbebenschäden in Norcia, Norditalien)
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Ueda (Japan) – Schon länger ist bekannt, dass vor Erdbeben, kurze elektromagnetische Entladungen aus dem Untergrund gemessen werden können. Eine neue Studie hat dieses Phänomen nun untersucht und glaubt, eine Erklärung dafür gefunden zu haben.
In einigen dokumentierten Fällen konnten die elektromagnetischen Ausbrüche Wochen vor dem eigentlichen Erdbeben gemessen werden. Aus diesem Grund hoffen einige Geowissenschaftler und Seismologen, diese Entladungen als effektives Frühwarnsystem für Erdbeben nutzen zu können. Bislang war jedoch die Ursache der merkwürdigen Ausbrüche unklar.
Wie das Team um Yuji Enomoto von der Shinshu University aktuell im Springer-Fachjournal „Earth, Planets and Space“ (DOI: 10.1186/s40623-021-01416-1) berichtet, sehen sie den Hauptrund für die Entladungen in Gasen, die sich in sogenannten „Fault valves“ (Verwerfungsventilen) ansammeln und von den sich zu einem Erdbeben aufstauenden Kräften erhitzt werden.
Hierbei handelt es sich um undurchlässige Gesteinsschichten, die über geologische Verwerfungsfalten gleiten und so eine Barriere für das Grundwasser darstellen. Brechen diese Schichten auf, nimmt der angestaute Druck ab und im darunter gefangenen Wasser gelöstes Kohlendioxid und Methan werden freigesetzt, dehnen sich aus und erweitern so die Risse in den Falten. Bei diesem Vorgang werden die aufsteigenden Gasmoleküle durch die von den aufgerissenen Oberflächen freigesetzten Elektronen elektrisch geladen.
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Das Ergebnis, so berichten die Forschenden, stütze die bereits zuvor formulierte Hypothese, dass eine Verbindung zwischen den Brüchen in den Gesteinsschichten und Erdgasen während der Aufbrüche eine wichtige Rolle bei der Entstehung der als seismisch-elektromagnetischen Phänomenen vor und während Erdbeben spielen.
Zu ihrer Schlussfolgerung kommen anhand von Laborexperimenten der Reaktionen der Gesteinsarten Quarzdiorit, Gabboro, Balsalt und feinkörnigem Granit unter den Bedingungen erdbebenartige Simulationen. Diese zeigen, dass Gasströme tatsächlich mit dem Aufbruch von Gestein in Verbindung gebracht werden können. Allerdings reagieren die unterschiedlichen Gesteinsarten auf verschiedene Art und Weise. Gesteine wie Granit haben mangelhaft besetzte Kristallgitter, die ungepaarte Elektronen mittels natürlicher Untergrundstrahlung einfangen und so zu stärkeren Strömen führen. Auch die Art der geologischen Brüche spiele eine Rolle.
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Die Studie stützt damit frühere Untersuchungen desselben Teams, in denen 2017 gezeigt werden konnte, wie durch Erdbebenaufbrüche freigesetztes Kohlendioxid elektrifiziert werden und Magnetfelder erzeugen können.
Alternative Erklärungsansätze für die elektromagnetischen Entladungen sehen deren Ursprung in den Gesteinen selbst, die unter Druck und ausreichend Hitze als Halbleiter wirken könnten. Wiederum andere Forscher bezweifeln hingegen gänzlich, dass das Phänomen für eine Vorhersage von Erdbeben genutzt werden kann.
Die Kontroverse wird vermutlich erst dann beigelegt werden, wenn tatsächlich ein Erdbeben anhand der elektromagnetischen Aktivitäten vorhergesagt werden wird.
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Quelle: Earth, Planets and Space
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