Geowissenschaftler warnen vor einem großen Erdbeben am Indischen Subkontinent

Geologischer Hintergrund
Die Kollision zwischen Indien und Eurasien dauert seit mindestens 50 Millionen Jahren an. Nach dem österreichischen Geologen Dr. Gerhard FUCHS begann die Annäherung zwischen den beiden Kontinentalplatten bereits früher und zwar im Maastricht in der späten Kreide, das war vor rund 70 Millionen Jahren. Die Kontinent-Kontinent-Kollision entlang der gesamten Sutur erfolgte im frühen Eozän (cirka 50 Millionen Jahre). Im Miozän (Dauer zwischen rund 23 und 6 Millionen Jahren vor heute) kam es zur Deckenbildung im Südhimalaya. Im Zuge dieser Gebirgsbildungsvorgänge wurden die höchsten Berge und das größte Hochplateau geschaffen und große Teile von Zentral- und Ostasien deformiert. Das heute hier bekannte Gesteinsmosaik, das einer Collage gleicht, ist das Ergebnis von Bewegungen zahlreiche Fragmente von Kleinkontinenten, die im Verlaufe von hunderten Millionen Jahren an die uralten archaischen Kerne von Baltika und Sibirien gleichsam angeschweißt wurden.
Insgesamt hat seit dem Eozän die Kollision zwischen Indien und Eurasien eine Annäherung (Konvergenz) der beiden Platten um 2000 bis 3000 Kilometer bewirkt.

Vergangene Bebenereignisse
Das Gebiet des Himalaya war in der Vergangenheit wiederholt Schauplatz von starken Erdbeben. Solche traten im südlichen Vorland und im Gebirge in den Jahren 1803, 1833, 1897, 1905, 1934 und 1950 auf. Vom Beben von 1934, das eine Magnitude von 8.1 nach der Richter-Skala aufwies und dessen Epizentrum in Bihar/Nepal lag, wurde eine Fläche von 200–300 Kilometer im östlichen Nepal erschüttert. Das Beben von 1950 in Assam betraf ein Gebiet von rund 200 Kilometer.
Seit dem letzten Beben hat sich die Bevölkerung Indiens verdoppelt. Allein im Ganges-Delta hat sie seit dem Beben von 1905, bei dem 19.500 Tote zu beklagen waren, um den Faktor 10 zugenommen. 50 Millionen Menschen werden heute von einem Starkbeben an der Südfront des Himalaya bedroht, ebenso wären davon aber auch die Hauptstädte von Bangladesch, Bhutan, Indien, Nepal und Pakistan und andere Millionenstädte betroffen.
Im letzten Jahrzehnt wurde der Indische Subkontinent von 5 größeren Erdbeben betroffen. Das letzte verwüstete am 26. 1. 2001 Bhuj und hatte 19.000 Tote zur Folge.
Nach den vorhandenen historischen Quellen besteht kein Zweifel, dass durch Erdbeben an der 2500 Kilometer langen Südfront des Himalaya in der Vergangenheit weite Gebiete zerstört wurden. Die bekannten Daten über Erdbebenereignisse zeigen aber auch, dass in diesen zwei Jahrhunderten die Verteilung von Erdbeben über die gesamte Ausdehnung des Himalaya gleichmäßig war.

Erdbebenpotenzial
Geophysikalische Untersuchungen haben ergeben, dass südlich des Himalaya die Indische Platte flexurartig abtaucht und unter den Himalaya gepresst wird (ähnlich dem Abtauchen der Lithosphäre in einem Tiefseegraben). Begleitet werden diese Bewegungen zeitweise von Erdbebentätigkeit.

Generalisiertes Nord-Süd-Profil durch den zentralen Teil des Himalaya-Gebirges
(aus S. KUMAR et al. in Science, vol. 294, S. 2329, 2001 )

Nach GPS-Messungen nähern sich die Indische und die Eurasische Platten (Sibirische Platte) mit Beträgen zwischen 40 und 50 Millimter pro Jahr an. Von diesem Betrag werden 20±3 Millimeter pro Jahr im Himalayabogen „konsumiert“. Dabei absorbiert eine rund 50 Kilometer breite Kompressionszone am südlichen Rand des Tibetplateaus rund 80% des anfallenden Staus. Hier kommt es auch lokal zu vertikalen Bewegungen und zum häufigen Auftreten von kleineren Erdbeben. Die restlichen 20% nimmt der umgebende Himalaya auf.

Im Gegensatz dazu bewegen sich Kontrollpunkte in Südindien und dem südlichsten Nepal nur wenige Millimeter Jahr zueinander. Wie das Beben von Bhuj 2001 aber zeigte, können auch diese Bewegungen verheerende Folgen haben.
Im Himalaya äußert sich die potenzielle Bewegungsrate fast ausschließlich als elastischer strain (Druck), der sich über Jahrhunderte akkumulieren und in kürzester Zeit freigesetzt werden kann. Nach Analyse von Flussterrassen kam es in den letzten 10.000 Jahren zu einen Annäherung von 21±3 Millimter pro Jahr zwischen Indien und dem Himalaya. Die Differenz gegenüber den GPS-Daten deutet darauf hin, dass eine kleine Portion des strains (rund 10%) unelastischer Natur ist, der permanent das Gestein deformiert.

Diese Erkenntnisse legen den Schluss nahe, dass die Konvergenz zwischen Indien und Tibet in der Größenordnung von 2 Meter pro Jahrhundert größtenteils durch Erdbeben „kompensiert“ wird.

Warten auf das Beben
Nach den in den oben genannten Quellen publizierten wissenschaftlichen Erkenntnissen deuten viele Anzeichen darauf hin, dass im Himalaya ein oder mehrere Erdbeben mit katastrophalen Folgen längst überfällig sind und „kurz“ bevorstehen.
Die bisherigen Erdbeben haben an der Oberfläche kaum geologische Spuren hinterlassen. Paläoseismische Daten, die über geologische Störungszonen im Himalaya erarbeitet wurden, könnten daher ein falsches Bild über das zeitliche Intervall von größeren Bebenereignissen geben. Auch fehlen genaue trigonometrische Nachmessungen an Punkten, die vor den Beben von 1905, 1934 und 1950 installiert wurden. Nach dem seismischen Moment der Beben von 1934 (Bihar) und 1950 (Assam) kann aber auf Versetzungsbeträge (slip) von etwa 4 beziehungsweise 8 Meter geschlossen werden.

Die Gefahrenzone
Nach den letzten großen Beben hat sich im Himalaya ein Mindest-Slip-Potenzial akkumuliert, das in 10 künstlich unterteilten und rund 220 Kilometer breiten Segmenten unterschiedliche Beträge aufweist. Aufgrund der nordgerichteten Bewegung Indiens von rund 20 Millimeter pro Jahr entlang des 2500 Kilometer langen Bogens des Himalaya haben 6 Regionen ein Versetzungs(slip)-Potenzial von mindestens 4 Meter, das damit dem Bihar-Beben von 1934 entspricht. Jede dieser Regionen speichert somit den Druck (strain), der ausreicht, um ein Erdbeben mit der Magnitude 8 auszulösen. Die Wiederholung des Assam-Bebens mit derselben Magnitude hätte heute in dichter besiedelten Regionen des Himalayas verheerende Folgen.

Karte des Gefahrenzonen-Potenzials entlang der 2500 Kilometer breiten Indisch-Asiatischen Kollisionszone.
Bevölkerungszentren und größere Städte sind eingetragen, ebenso Epizentren vergangener Starkbeben und Schüttergebieten. Rote Abschnitte an den im 220 Kilometer Abstand verteilten Säulen zeigen potenzielle Versetzungsbeträge (slip) zwischen 1 und 10 Meter, die seit den letzten aufgezeichneten Starkbeben beziehungsweise seit 1800 akkumulierten. Der rosa Teil zeigt mögliches zusätzliches Slip ohne Berücksichtigung historischer Daten. Starkbeben hat es gegeben in Kaschmir (Mitte 16. Jahrhundert.) und in Nepal (13. Jahrhundert). Insert: Vereinfachtes Himalaya-Querprofil zeigt den Übergang zwischen dem flachen fest verbundenen („locked“) Teil der Gleitfläche, an der Starkbeben auftreten und dem tieferen Teil ohne Beben, entlang der Indien unter Südtibet geschoben wird. Dazwischen kommt es zu vertikalen Bewegungen, horizontalem Zusammenschub und Mikrobeben (aus R. BILHAM et al. in Science, volume 293, Seite 1443, 2001).

Quellen: Science volume 298 (2002), volume 293 (2001),volume 294 (2001), volume 298 (2002)
Text: Hans P. SCHÖNLAUB, Direktor, Geologische Bundesanstalt

Weiterführende Literatur
Nach P. TAPPONIER et al. (Science v. 294, 2001) wuchs Tibet in drei Phasen mit einer schrägen Subduktion des asiatischen lithosphärischen Mantels bei gleichzeitiger Extrusion und Krustenverdickung. Dies bewirkte das asymmetrische Reliefwachstum nach Osten zu und die große Zahl von Linksseitenverschiebungen. Die sukzessive Mantelsubduktion führte zum Wachstum von kohärenten akkretionären Krustenkeilen, die in tieferen Krustenbereichen vom Mantel entkoppelt waren. Keine der drei angenommenen Mantelsubduktionen ist allerdings bisher nachgewiesen.

Seismische Angaben über die tibetische Kruste und den Mantel, auf die sich R. KIND et al. in Science, vol. 298 (2002) stützen, basieren auf mehr als 20 Jahre dauernden Beobachtungen. Danach hat die Kruste Tibets die doppelte Dicke von normalen Krusten. Die Moho, eine seismische Diskontinuitätsfläche, die die Erdkruste vom Erdmantel trennt, liegt dabei zwischen 80 und 90 Kilometer, steigt allerdings leicht nach Norden an. Nach der Seismik sind keine Hinweise auf eine in den Mantel abtauchende Lithosphäre unter Tibet vorhanden, da die 410 und 660-Kilometer Diskontinuitäten ungestört über das gesamte tibetische Plateau verfolgt werden können. Das wiederum heisst, dass die der Indischen Platte im Norden vorgelagerte ozeanische Lithosphäre während der Kollision abgeschert sein muss. Vielleicht repräsentiert der unter Indien festgestellte Krustenteil dieses fehlende Krustenstück, das sich im Zuge der Kollision abspaltete und danach überfahren wurde, als Indien weiter nach Norden driftete.

Schlussfolgerung

Die bisherigen seismischen Erkenntnisse bestätigen frühere tektonische Interpretationen, wonach die indische Lithosphäre Tibet bis etwa in den Mittelteil subhorizontal unterschoben hätte.