QuakeCycle: Superzyklen im Erdbebenarchiv des Japangrabens?

Japan befindet sich im Pazifischen Feuerring, einer Region von besonderem Interesse für die Erdbebenforschung. Hier biegen und verschieben sich ozeanische Platten unter überschiebende Platten und akkumulieren dabei langfristig globale plattentektonische Spannungen. Diese Energie wird bei so genannten Megathrust-Erdbeben in katastrophaler Weise freigesetzt. Solche Starkerdeben und die damit verbundenen Tsunamis wie zum Beispiel das Tohoku-oki-Erdbeben und Tsunami in Japan im Jahre 2011 sind geologische Großereignisse mit starken Auswirkungen auf Gesellschaft und Infrastruktur und stellen die größte Gefahr für Küstenregionen im pazifischen Raum dar. Starkbeben wie diese werden sich wahrscheinlich wieder ereignen, aber die instrumentellen und historischen Aufzeichnungen sind derzeit unzureichend, um seismische und Tsunamigefahren in Gebieten in der Nähe von Subduktionsplattengrenzen adäquat zu bewerten. Ziel des FWF-QuakeCycle-Japan Projekts ist es nun ein besseres Verständnis über maximale Magnituden und die Häufigkeit von Starkerdbeben zu erhalten. Dazu werden Bohrkerne aus dem Japan Graben analysiert, welche im Rahmen der International Ocean Discovery Program (IODP)-Expedition 386 Japan Trench Paleoseismology abgeteuft wurden um weit in die geologische Vergangenheit dieser Erdbebenzone zu blicken. Denn starke Offshore-Erdbeben beeinflussen marine Sedimente und hinterlassen Spuren am Meeresboden. Ozeansedimentbecken im tiefsten Japan Graben stellen Auffangbecken für die durch Erdbeben umgelagerten Sedimentmassen dar und bieten so hervorragende und kontinuierliche Archive vergangener Erdbebenereignisse.Dieses Sedimentarchive stellen eine Art Unterwasser- seismographen dar, die vergangene Erdbeben seit mehreren zehntausend Jahren kontinuierlich aufgezeichnet haben. Das jüngste gigantische Tohoku-oki-Erdbeben 2011, sowie ältere Megathrust-Erdbeben, die in der japanischen Geschichte dokumentiert sind, ermöglichen es, diesen natürlichen Seismographen für die Entschlüsselung der tieferen Erdbebengeschichte im Sedimentarchivs zu kalibrieren. Anhand der erbohrten, bis zu 20.000 Jahre zurückreichenden natülichen Seismographien im Sedimentarchive wird dasFWF-QuakeCycle-Japan Forscher:innen Team die zeitliche und räumliche Verteilung vergangener Erdbeben entlang der gesamten Japan-Graben-Subduktionszone dokumentieren, um daraus die Erdbebenaktivität der verschiedenen Plattensegmente abzuleiten, die entlang der Japan-Graben-Plattengrenze in unterschiedlich großen Erdbeben einzeln beziehungsweise gleichzeitig brechen können. Diese Vorgehensweise wird eine bisher beispiellose Langzeitbeobachtung zu Tage fördern, welche es erlaubt anhand von statisch robusten Erdbeben-Wiederholungsmuster zwei grundlegende Hypothesen der Erdbebenforschung zu testen: (1) Starke Megathrust-Erdeben treten in Superzyklen auf; (2) die maximale Grösse gigantischer Erdbeben wird durch strukturell kontrollierte, langfristig anhaltende Bruchsegementgrenzen kontrolliert.