Stalagmiten auf den Böden von Höhlen im Süden von Indiana weisen nach Ansicht von Wissenschaftlern auf vergangene Erdbeben hin.
Donnehues Höhle in Indiana. Bild über Sam Frushour.
Die Kenntnis des Zeitpunkts vergangener Erdbeben ist wichtig, um zu verstehen, wann ein gefährliches Erdbeben erneut ausbrechen könnte. Wissenschaftler sind derzeit in der Lage, alte Erdbeben - sogenannte Paläoerdbeben - über einen Zeitraum von Zehntausenden von Jahren relativ genau zu datieren, indem sie geologische Aufzeichnungen der im Boden erhaltenen Ereignisse untersuchen. Um noch ältere Aufzeichnungen zu erhalten, glauben einige Wissenschaftler, dass es möglich sein könnte, Stalagmiten zu verwenden, die auf dem Boden von Höhlen wachsen. Insbesondere haben ihre Arbeiten gezeigt, dass Störungen des Mineralwachstums in Stalagmiten mit großen Erdbeben im Süden von Indiana zusammenhängen. Die neue Forschung wurde im veröffentlicht Bulletin der Seismological Society of America am 13. September 2016.
Samuel Panno, Hauptautor der Studie, ist Forscher am Illinois State Geological Survey und an der University of Illinois. Er sagte:
Die meisten Beweise für Paläoerdbeben stammen aus Verflüssigungsmerkmalen, die bis heute recht einfach sind. Das Problem ist, dass Sie dies in Sedimenten tun, die normalerweise in der Größenordnung von mehreren hundert bis zu 20.000 Jahren alt sind. Um darüber hinaus immer ältere Erdbebensignaturen zu erhalten, haben wir uns entschlossen, Höhlen zu untersuchen.
Mehrere Stalagmiten in Donnehues Höhle in Indiana zeigten Hinweise auf Wachstumsstörungen, die mit großen Erdbeben korrelierten. Bemerkenswerterweise hat ein Stalagmit vor 100.000 Jahren aufgehört zu wachsen und vor ca. 6.000 Jahren wieder zu wachsen. Dieser Wachstumsschub fiel zeitlich mit einem ungewöhnlich großen Erdbeben (Momentgröße von 7,1–7,3, 6.100 ± 200 Jahre vor der Gegenwart) in der Region zusammen. Ein weiterer junger Stalagmit begann vor 1.800 Jahren zu wachsen, als ein weiteres großes Erdbeben (Momentstärke 6,2) die Region erschütterte.
Das Wachstum von Stalagmiten wird durch das Abtropfen von mineralreichem Wasser vom Dach einer Höhle unterstützt. Während sich die Mineralien im Laufe der Zeit ansammeln, nehmen Stalagmiten die Form von runden Hügeln auf dem Höhlenboden an. Stalaktiten, mit denen viele Menschen vertraut sind, hängen vom Dach einer Höhle und bilden typischerweise eiszapfenartige Formen. Stalagmiten und Stalaktiten bilden sich beide, wenn Mineralien aus dem Wasser ausfallen.
Stalagmitenwachstum auf dem Boden der Fogelpole-Höhle im Südwesten von Illinois. Bildnachweis: S. V. Panno.
Erdbeben können das Stalagmitenwachstum stören, indem sie den Fluss des mineralreichen Wassers verändern, sagen die Wissenschaftler. Zum Beispiel können Gesteinsverschiebungen den Fluss vollständig unterbrechen und das Stalagmitenwachstum stoppen oder einen neuen Flusskanal öffnen, der das Stalagmitenwachstum initiiert.
Es ist auch bekannt, dass andere Ereignisse wie Klimaveränderungen das Stalagmitenwachstum beeinflussen. Daher ist es bei der Anwendung dieser Erdbeben-Rekonstruktionstechnik wichtig, Faktoren wie Überschwemmungen und Dürren herauszufiltern, die auch zu Änderungen des Flusses von mineralreichem Wasser in Höhlen führen können. Die Wissenschaftler hoffen, ihre Arbeit in Zukunft auf andere Höhlen- und Störungssysteme ausweiten zu können.
Weitere Koautoren der Studie waren Mirona Chirienco, Robert Bauer, Craig Lundstrom, Zhaofeng Zhang und Keith Hackley.
Fazit: Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Störungen des Stalagmitenwachstums in einer Indiana-Höhle mit großen Erdbeben korrelieren. Sie glauben daher, dass es möglich sein könnte, Stalagmiten zu verwenden, um das Timing von Paläoerdbeben in bestimmten Regionen zu rekonstruieren. Die neue Studie wurde im Internet veröffentlicht Bulletin der Seismological Society of America am 13. September 2016.