Neue Veröffentlichung: Fünf Starkbeben in den letzten 1300 Jahren an der Plattengrenze Nordamerika-Karibik
Eine neue Studie kombiniert Paläoseismologie, Geomorphologie und Archäologie zur Rekonstruktion der Erdbebengeschichte der Plattengrenze zwischen Nordamerikanischer und Karibischer Platte in Guatemala.
Das La Laguna-Tal in Guatemala
Foto: Christoph Grützner
Meldung vom:
Wo und was?
Vereinfachte tektonische Karte Guatemalas.
Abbildung: Christoph GrütznerDie Motagua-Störung in Guatemala ist Teil der Plattengrenze zwischen Nordamerikanischer und Karibischer Platte. Am 4. Februar 1976 ereignete sich dort ein Erdbeben der Stärke 7,5, bei dem 23.000 Menschen ums Leben kamen. Das Beben verursachte über mehr als 230 km Länge Versätze an der Erdoberfläche. Trotz der offensichtlichen seismischen Gefährdung war die Erdbebengeschichte der Verwerfung bislang weitgehend unbekannt. In einer neuen Studie präsentieren Forschende Hinweise auf fünf Starkbeben in den letzten 1300 Jahren. Mithilfe paläoseismologischer Grabungen, geomorphologischer Beobachtungen und archäologischer Funde aus der Umgebung konnte die seismische Geschichte der Motagua-Verwerfung rekonstruiert werden. Christoph Grützner von der Friedrich-Schiller-Universität Jena arbeitete hierfür mit Wissenschaftlern aus Guatemala und den USA zusammen.
Für die Studie wurde ein paläoseismologischer Schurf im La Laguna-Tal angelegt. Dies ist nahe dem westlichen Ende der Störung, die 1976 das schwere Beben verursacht hat. Hier biegt die sinistrale Blattverschiebung leicht nach links. Dies führt dazu, dass lokale Extension auftritt und die Störung auch eine vertikale Verschiebungskomponente hat. In La Laguna verursachte das Beben von 1976 den größten gemessenen Versatz: über 3 m seitlich und mehr als 80 cm vertikal.
Ergebnisse
Photomosaik des Schurfes und detaillierte Zeichnung.
Grafik: Christoph GrütznerEntlang der Störung sind zwei Trockenmauern seitlich versetzt: eine um 3,4 m, wie 1976 dokumentiert, und die andere um 4,8 m. Dies deutet darauf hin, dass die zweite Mauer von mindestens zwei Erdbeben versetzt wurde. Auch der sogenannte Fault Scarp, die durch Erdbeben hervorgerufenen Geländekante, deutet auf zwei Ereignisse hin, da er 1,2 m hoch ist, der Versatz von 1976 jedoch nur etwa 80 cm betrug.
In einem von Hand geschaufelten 7 m langen und 2 m tiefen Graben dokumentierte das Team die Störungszone sowie mehrere kolluviale Keile (colluvial wedges). Diese Keile sind Sedimentstrukturen, die sich im Hangenden der Verwerfung bilden, wenn die durch ein Erdbeben entstandene Geländestufe nach dem Beben kollabiert. Holzkohlereste wurden mit der Radiokarbonmethode datiert, um den Zeitpunkt vergangener Starkbeben einzugrenzen. Auch zahlreiche Keramikscherben halfen bei der Altersbestimmung versetzter Sedimentschichten. Insgesamt ereigneten sich in den letzten 1300 Jahren fünf starke Erdbeben – darunter das von 1976.
Um die Erdbebenchronologie weiter einzugrenzen und genauere Daten zu erhalten, wurden Ausgrabungsberichte der archäologischen Stätten Quiriguá und Mixco Viejo zu Rate gezogen. Dies sind zwei bedeutende Maya-Stätten entlang der Störung. Indizien wie eingestürzte Gebäude, Phasen intensiver Reparaturarbeiten, Gebäudeverstärkungen und umfassendere gesellschaftliche Veränderungen deuten auf Episoden starker seismischer Aktivität hin. Drei Erdbeben ereigneten sich hier zwischen dem 8. und 13. Jahrhundert und zwei zwischen dem 18. und 20. Jahrhundert. Dazwischen gab es ein etwa 600-jähriges Intervall ohne Starkbeben an der Motagua-Störung. Weitere Hinweise lieferte eine makroseismische Datenbank, um historische Erdbeben zu identifizieren, die dem vorletzten Ereignis entsprechen könnten; mehrere Erdbeben aus dem 18. Jahrhundert sind hierfür plausible Kandidaten.
Die Ergebnisse deuten auf ein durchschnittliches Wiederkehrintervall von etwa 250–330 Jahren für starke Erdbeben an der Motagua-Verwerfung hin. Die Erdbebenhäufigkeit ist jedoch sehr unregelmäßig: Manche Ereignisse treten in Abständen von weniger als 250 Jahren auf, andere hingegen in Abständen von bis zu 600 Jahren. Ein ähnliches Muster wurde anhand von Seismitaufzeichnungen für die Polochic-Verwerfung dokumentiert. Die Ursachen dieser Variabilität sind noch unklar, könnten aber mit Wechselwirkungen zwischen der Motagua- und der Polochic-Verwerfung oder mit Phasen aseismischer Bewegung zusammenhängen.
Die neue Studie ist hier zugänglich (open access): https://www.nature.com/articles/s43247-026-03271-yExterner Link
Christoph Grützner ist durch das DFG Projekt 529303576 finanziert “Active tectonics of the Caribbean-North American plate boundary in GuatemalaExterner Link”. Tina Niemi ist finanziert durch NSF Grant OISE-2153715 für das Guatemala GeoHazards IRES Program.
In einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel, zu dem auch Christoph Grützner beigetragen hat, fassen Clark et al. 50 Jahre Forschung seit dem Erdbeben von 1976 zusammen: https://pubs.geoscienceworld.org/ssa/bssa/article/doi/10.1785/0120250268/725778/A-Fiftieth-Year-Retrospective-on-the-1976-Mw-7-5Externer Link