Am 22. Mai 1960 erschütterte ein verheerendes Erdbeben den Süden Chiles. 10 Minuten lang bebte der Boden so heftig, dass die Menschen sich nicht auf den Beinen halten konnten. In den Straßen taten sich Risse auf, und Gebäude stürzten ein. Ein Mann, der in einem Bericht des U.S. Geological Survey (USGS) (öffnet in einer neuen Registerkarte) über das Überleben des Bebens und des anschließenden Tsunamis zitiert wird, dachte zunächst, der Kalte Krieg sei zu einem nuklearen Armageddon eskaliert.
Das Erdbeben in Valdivia, benannt nach der Stadt, die dem Epizentrum am nächsten liegt, hatte eine Stärke von 9,5 und war damit das stärkste, das jemals zuvor oder seitdem aufgezeichnet wurde. Aber könnten die Beben noch stärker werden?
Die Antwort lautet laut Geowissenschaftlern: Ja. Allerdings sind die Chancen für ein viel größeres Beben gering. Ein Beben mit einer Stärke von mehr als 9,5 ist zwar möglich, aber dazu müsste ein riesiger Brocken Kruste auf einmal brechen — die Bewegung einer Verwerfung, die sowohl enorm tief als auch außerordentlich lang ist. Es gibt nicht viele Orte auf der Erde, an denen das passieren könnte, sagte Wendy Bohon, eine Erdbebengeologin und Wissenschaftskommunikatorin. Ein Beben der Stärke 9,5 ist wahrscheinlich die Obergrenze dessen, was der Planet erzeugen kann, so Bohon gegenüber Live Science, und ein Beben der Stärke 10 ist extrem unwahrscheinlich;
"Das ist toll für Hollywood, aber Gott sei Dank nicht realistisch für die Erde", sagte Bohon;
Die Magnitude ist ein Maß für die bei einem Erdbeben freigesetzte Energiemenge. Sie unterscheidet sich geringfügig davon, wie stark sich ein Erdbeben anfühlt, was von der Entfernung zum Epizentrum und der Bodenbeschaffenheit beeinflusst werden kann. Ein und dasselbe Beben wird von jemandem, der auf losem Boden und Sand steht, stärker empfunden als von jemandem, der auf festem Untergrund steht, sagte Bohon.
Die Stärke eines Bebens hängt davon ab, wie groß die Gesamtfläche einer Verwerfung ist, die bricht. Diese wiederum hängt davon ab, wie tief die Verwerfung in die Kruste eindringt und wie lang der Abschnitt ist, der horizontal bricht. Es gibt physikalische Grenzen dafür, wie groß ein Gebiet sein kann. Die tiefsten Verwerfungen befinden sich an Subduktionszonen, wo sich eine tektonische Platte unter eine andere schiebt. Wenn man jedoch tief genug eindringt, ist das Gestein so warm, dass es heiß und klebrig ist; statt zu brechen, verbiegt es sich. Obwohl Beben manchmal bis zu 800 km (500 Meilen) unter der Erdoberfläche auftreten können, verursachen die meisten Beben in der Tiefe nach Angaben des USGS (öffnet in einem neuen Tab) keine großen Erschütterungen an der Oberfläche; es sind die Beben in den oberen paar Dutzend Kilometern der Erdkruste, die für Menschen am gefährlichsten sind.
Die Verwerfungen, die am ehesten in der Lage sind, große, schädliche Erdbeben auszulösen, sind Verwerfungen in Subduktionszonen, so Heidi Houston (öffnet in neuem Tab) , Erdbebengeologin an der University of Southern California. Diese Verwerfungen, die so genannt werden, weil sie nicht senkrecht, sondern schräg verlaufen, weisen die größten Bereiche auf, in denen Gestein aneinander stoßen kann, wodurch sich Spannungen aufbauen und schließlich brechen können;
"Es ist wirklich die Größe der eintauchenden Verwerfungsebene, die den größten Einfluss auf die maximale Erdbebengröße hat, und diese Verwerfungsebenen können in der Subduktionszone größer werden", so Houston gegenüber Live Science.
Aber es gibt auch Grenzen für die Länge eines Verwerfungssegments, das brechen kann. Selbst Verwerfungen in Subduktionszonen brechen nicht auf einmal, so Bohon. In der Regel kommt etwas dazwischen, z. B. ein Seamount (ein unterseeischer Berg) oder eine Veränderung der Gesteinsart oder der Geometrie des Gesteins, die ein Segment einer Verwerfung widerstandsfähiger gegen Spannungen macht als das benachbarte.
Ein weiterer Faktor, der sich auf die Stärke des Erdbebens auswirkt, ist die Bewegung oder das Gleiten der Verwerfung, so Houston. In der Regel verrutschen kleinere Bereiche der Verwerfung weniger als größere. Während also ein Beben der Stärke 5 einige Zentimeter nachrutschen kann — eine Strecke, die den Boden nicht zum Brechen bringt — kann ein Beben der Stärke 9 66 Fuß (etwa 20 Meter) oder mehr nachrutschen. Das Chile-Beben von 1960 hat die Fläche des Landes tatsächlich vergrößert, weil sich der Boden ausdehnte, erklärte Sergio Barrientos, ein Seismologe an der Universität von Chile, der das Beben miterlebt hat, 2016 gegenüber NPR (öffnet in neuem Tab) .
Verständnis der Größenordnung
Die Skala der Erdbebenstärke kann versehentlich den Unterschied zwischen sehr großen Erdbeben verschleiern. Die Skala ist nicht linear, sondern logarithmisch: Für jede Einheit, um die sie steigt, erhöht sich die Bodenbewegung um das 10-fache und die freigesetzte Energie um das 32-fache. Bohon verwendet gerne die Metapher vom Zerreißen eines Spaghetti-Bündels. Wenn das Zerreißen eines Spaghetti-Strangs einem Erdbeben der Stärke 5 entspricht, müsste man 32 Stränge zerreißen, um die Energie eines Bebens der Stärke 6 freizusetzen. Auf dieser Spaghetti-Skala entspricht ein Beben der Stärke 7 dem Reißen von 1.024 Strängen, ein Beben der Stärke 8 entspricht 32.768 Strängen und ein Beben der Stärke 9 entspricht 1.048.576 Strängen.
Wie dieses Beispiel zeigt, ist der Unterschied zwischen einem Beben der Stärke 8 und einem der Stärke 9 in Bezug auf die freigesetzte Energie viel größer als der Unterschied zwischen einem Beben der Stärke 5 und einem der Stärke 6. Um die Stärke eines Erdbebens von 9,5 auf 9,6 zu erhöhen, muss also ein viel größerer Teil einer Verwerfung gebrochen werden als bei einem Beben der Stärke 5,5 oder 5,6;
Aufgrund der Unsicherheiten bei den Messungen ist es wissenschaftlich umstritten, ob das chilenische Beben von 1960 exakt die Stärke 9,5 hatte, so Houston. Aber um die massiven Unterschiede in der Größe von scheinbar kleinen Zahlen an diesem Ende der Magnitudenskala zu verdeutlichen, ist ein Beben der Magnitude 9,5 mehr als doppelt so stark wie das nächstgrößte jemals aufgezeichnete Beben, ein Beben der Magnitude 9,2, das 1964 den Prince William Sound in Alaska erschütterte, sagte Houston.
Natürlich gibt es auch planetarische Katastrophen, die theoretisch zu weitaus stärkeren Erdbeben führen könnten: der Zusammenstoß mit einem Asteroiden zum Beispiel. (Einige Wissenschaftler glauben, dass der Asteroideneinschlag am Ende der Kreidezeit, der vor 66 Millionen Jahren die nichtaviatischen Dinosaurier auslöste, Erdbeben mit zweistelligen Magnituden auslöste, obwohl es schwierig ist, das Ausmaß genau zu bestimmen.) Auf einer Zeitskala von Milliarden von Jahren könnte die Erde sicherlich eine solche Katastrophe erleben, sagte Houston. Aber die Wahrscheinlichkeit, dass ein Beben mit einer Stärke von mehr als 9 innerhalb der Lebensspanne eines Menschen auftritt, ist sehr gering, sagte sie. Das größte Beben der Antike, das anhand geologischer Beweise geschätzt wurde, fand ebenfalls in Chile statt, und zwar vor etwa 3 800 Jahren, und hatte laut den Forschungsergebnissen von 2022 wahrscheinlich ebenfalls eine Stärke von 9,5;
Und die Größe ist nicht immer der wichtigste Faktor, wenn es darum geht, wie tödlich ein Erdbeben ist, zumindest nicht für Menschen, so Bohon. Kleinere Beben haben schon viele, viele Todesopfer gefordert, allein dadurch, dass sie bewohnte Regionen und Gebiete mit einsturzgefährdeten Gebäuden getroffen haben. Während das Erdbeben der Stärke 9,5 in Chile etwa 2.000 Menschen tötete, sollen bei einem Beben der geschätzten Stärke 8 im Jahr 1556 in Shaanxi, China, etwa 830.000 Menschen ums Leben gekommen sein. Im Jahr 2005 wurden bei einem Erdbeben der Stärke 7,6 in Kaschmir schätzungsweise 79 000 Menschen getötet, und 2010 kamen bei einem Beben der Stärke 7,0 in Haiti etwa 220 000 Menschen ums Leben. Sogar das Northridge-Erdbeben von 1994, das nur eine Stärke von 6,7 hatte und auf einer Verwerfung stattfand, die niemand zuvor bemerkt hatte, tötete 57 Menschen, verletzte Tausende und verursachte Schäden in Milliardenhöhe, weil es Los Angeles traf.
"Es gibt so viele mögliche Verwerfungen, die schädliche Erdbeben auslösen können", sagte Bohon. "Aber die Leute denken nur an das große Beben";
