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5.7.11: Vorhersage des Loma-Prieta-Erdbebens von 1989 – nah, aber keine Zigarre - Geowissenschaften

5.7.11: Vorhersage des Loma-Prieta-Erdbebens von 1989 – nah, aber keine Zigarre - Geowissenschaften


Überblick

Harry Reid von der Johns Hopkins University begann diese Vorhersage im Jahr 1910. Wiederholte Untersuchungen von Benchmarks auf beiden Seiten der San-Andreas-Verwerfung vor dem großen Erdbeben von San Francisco von 1906 hatten gezeigt, dass sich die Kruste vor dem Erdbeben elastisch verformte und die elastische Dehnung während des Erdbebens nachließ Das Erdbeben. Reid stellte sich vor, dass alles, was er tun musste, darin bestand, die Verformung der Vermessungs-Benchmarks weiter zu messen, und wenn die elastische Verformung das Stadium erreicht hatte, dass das nächste Erdbeben die gleiche Menge an Belastung wie 1906 freisetzen würde, würde das nächste Erdbeben nahe sein .

1981 baute Bill Ellsworth von der USGS auf einigen in Japan und der Sowjetunion entwickelten Ideen auf, die Muster instrumenteller Seismizität als Hinweise auf einen Erdbebenzyklus betrachteten. Auf ein großes Erdbeben (in diesem Fall das Erdbeben von San Francisco von 1906) folgte eine ruhige Phase, dann eine Zunahme der Anzahl kleiner Erdbeben, die zum nächsten großen Erdbeben führten. Ellsworth und seine Mitarbeiter kamen zu dem Schluss, dass die San-Andreas-Verwerfung südlich von San Francisco noch nicht bereit für einen weiteren Big One war. Nach 75 Jahren Ruhe nach dem Erdbeben von 1906 sind jedoch in den nächsten 70 Jahren Erschütterungen von M6 bis M7 zu erwarten, die denen des 19. Jahrhunderts ähnlich sind.

Die meisten Vorhersagen der 1980er Jahre stützten sich auf vergangene Erdbebengeschichte und Fehlerschlupfraten, und viel Aufmerksamkeit wurde der Beobachtung gewidmet, dass sich das südliche Ende des Bruchs von 1906 nördlich des Missionsdorfs San Juan Bautista nur zwei bis drei Fuß bewegt hatte. viel weniger als in San Francisco oder weiter nördlich. 1982 schrieb Allan Lindh von der USGS, dass auf diesem Abschnitt der Verwerfung jederzeit ein Erdbeben mit einer Stärke von mehr als 6 auftreten könne. Seine vorhergesagte Stelle des zukünftigen Bruchs entsprach weitgehend dem tatsächlichen Bruch von 1989, aber seine Schätzung der Größenordnung war zu niedrig.

1985 übergab Generalsekretär Michail Gorbatschow bei einem Gipfeltreffen in Genf Präsident Ronald Reagan eine Berechnung eines Teams sowjetischer Wissenschaftler, die eine Zeit erhöhter Wahrscheinlichkeit (TIP) großer Erdbeben in einer Region einschließlich Zentral- und Südkalifornien und Teile von Nevada. Diese Vorhersage basierte auf einer ausgeklügelten Computeranalyse von Seismizitätsmustern weltweit. 1988 wurde der Leiter des sowjetischen Teams, V. I. Keilis-Borok, in den National Earthquake Prediction Evaluation Council (NEPEC) eingeladen, um eine modifizierte Version seiner TIP-Prognose vorzustellen. Er erweiterte das Zeitfenster der Vorhersage von Ende 1988 bis Mitte 1992 und beschränkte den Vorhersagebereich auf eine begrenztere Region in Zentral- und Südkalifornien, ein Gebiet, das Ort und Datum des zukünftigen Erdbebens von Loma Prieta umfasste.

Mehrere zusätzliche Vorhersagen wurden von Wissenschaftlern der USGS vorgelegt, darunter eine, die darauf hindeutete, dass ein Erdbeben auf dem Loma Prieta-Segment der San-Andreas-Verwerfung unwahrscheinlich war. Diese basierten wie frühere Vorhersagen auf der vergangenen Erdbebengeschichte, geodätischen Veränderungen und Seismizitätsmustern, aber keine konnte rigoros getestet werden.

Anfang 1988 veröffentlichte die Working Group on California Earthquake Probabilities (WGCEP) eine Wahrscheinlichkeitsschätzung von Erdbeben im San Andreas Fault System für den dreißigjährigen Zeitraum 1988-2018. Diese Schätzung basierte hauptsächlich auf der Rutschrate und der Erdbebengeschichte einzelner Verwerfungen, nicht auf der Interaktion zwischen verschiedenen Verwerfungen in der Region. Es stellte fest, dass die 30-Jahres-Wahrscheinlichkeit eines großen Erdbebens im südlichen Santa Cruz Mountains (Loma Prieta) Segment der San Andreas Verwerfung eins von fünf beträgt, mit erheblicher Meinungsverschiedenheit unter den Mitgliedern der Arbeitsgruppe aufgrund der Unsicherheit über den Verwerfungsrutsch auf diesem Segment . Die Wahrscheinlichkeit eines etwas kleineren Erdbebens (M6,5 bis M7) prognostizierte die Arbeitsgruppe mit etwa jedem dritten, obwohl diese Prognose als relativ unzuverlässig eingeschätzt wurde. Dennoch war dies die höchste Wahrscheinlichkeit eines großen Erdbebens auf einem beliebigen Segment der Verwerfung, mit Ausnahme des Parkfield-Segments, das im selben Jahr für ein Erdbeben fällig war (ein Erdbeben, das erst 2004 eintraf, als Parkfield von einem Erdbeben von M 6).

Dann, am 27. Juni 1988, erschütterte ein M5-Erdbeben das Gebiet des Lake Elsman-Lexington-Reservoirs in der Nähe von Los Gatos, zwanzig Meilen nordwestlich von San Juan Bautista und einige Meilen nördlich des nördlichen Endes des südlichen Santa Cruz Mountains-Segments, das von WGCEP als . beschrieben wurde mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit für ein Erdbeben. Allan Lindh von USGS sagte Jim Davis, dem Geologen des Staates Kalifornien, dass dies das größte Erdbeben in diesem Abschnitt der Verwerfung seit 1906 sei, was die Möglichkeit aufwirft, dass das Erdbeben am Lake Elsman ein Vorbeben sein könnte. Alle waren sich einig, dass das Erdbeben eine höhere Wahrscheinlichkeit für ein größeres Erdbeben signalisierte, aber es war unklar, um wie viel die WGCEP-Wahrscheinlichkeit durch dieses Ereignis erhöht wurde. Am 28. Juni gab das California Office of Emergency Services eine kurzfristige Erdbebenwarnung an die lokalen Regierungen in den Landkreisen Santa Clara, Santa Cruz, San Benito und Monterey heraus, die erste derartige Erdbebenwarnung in der Geschichte der San Francisco Bay Area. Diese kurzfristige Beratung ist am 5. Juli ausgelaufen.

Am 8. August 1989 erschütterte ein weiteres Erdbeben der Stärke M 5 das Gebiet des Lake Elsman, und das Office of Emergency Services gab eine weitere kurzfristige Erdbebenwarnung heraus. Diese Empfehlung lief fünf Tage später aus. Zwei Monate nach dem Abbruch der Meldung traf das Erdbeben M 6.9 Loma Prieta die südlichen Santa Cruz Mountains, einschließlich des Gebiets der Erdbeben am Lake Elsman.

Wurde das Erdbeben von Loma Prieta vorhergesagt? Der Hauptschock war tiefer als erwartet, und der Bruch hatte eine große Komponente des Rückwärtsrutschens, ebenfalls unerwartet, was die Möglichkeit erhöhte, dass das Erdbeben eine andere Verwerfung als die San Andreas riss. Einige der Vorhersagen waren naheliegend, und wie Harry Reid vor achtzig Jahren vorhergesagt hatte, wurde ein Großteil der Belastung, die sich seit 1906 angesammelt hatte, freigesetzt. Dennoch waren die Meinungsverschiedenheiten und Unsicherheiten groß genug, dass keiner der Prognostiker zuversichtlich genug war, Alarm zu schlagen. Es war eine Lernerfahrung.


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