Präzedenzlose Analyse seismischer Aktivitäten im Yellowstone-Kessel: Wissenschaftler entdecken langfristige Dynamik

    Ein Forscherteam hat eine noch nie dagewesene Analyse der seismischen Aktivität in der Yellowstone-Caldera durchgeführt und dabei eine langfristige Dynamik von Erdbeben festgestellt. Erfahren Sie hier mehr!

    Yellowstone liegt auf einem aktiven Supervulkano, einem der größten Vulkankrater der Welt mit einer Ausdehnung von etwa 72 mal 48 Kilometern. Embora ist ein aktiver Vulkan; der letzte große Ausbruch ereignete sich vor mehr als 640.000 Jahren und wurde von Wissenschaftlern genau beobachtet.

    Der neueste Forschungsartikel vertieft das Verständnis der langfristigen Dynamik von Erdbeben in der Yellowstone-Caldera und versucht, die komplexen Faktoren zu entschlüsseln, die ihre räumliche Verteilung und zeitliche Entwicklung in vulkanischen Systemen bestimmen. In diesem Fall entwickelten sie einen hochauflösenden Erdbebenkatalog, der einen Zeitraum von 15 Jahren in der Yellowstone-Caldera-Region abdeckt.

    Diese beeindruckende Datenbank wurde mit Hilfe modernster Deep-Learning-Algorithmen und eines detaillierten dreidimensionalen Geschwindigkeitsmodells erstellt und ermöglicht eine noch nie dagewesene Analyse der seismischen Aktivität.

    Was die Analysen ergaben

    Die Analysen ergaben, dass mehr als die Hälfte der in der Region aufgezeichneten Erdbeben in "Schwarm"-Familien zusammengefasst sind. Diese "Schwärme" zeichnen sich durch deutliche Episoden der Hypozentrumserweiterung und -wanderung aus, was auf eine komplexe zugrunde liegende Dynamik schließen lässt.

    Eines der bemerkenswertesten Merkmale war das vorherrschende Auftreten von benachbarten Erdbebenschwärmen, die durch lange Perioden relativer seismischer Ruhe voneinander getrennt sind. Diese Beobachtung ist entscheidend für das Verständnis der intermittierenden und räumlich organisierten Natur dieser Ereignisse.

    In Yellowstone werden jährlich zwischen 1.000 und 3.000 Erdbeben registriert, was auf die zugrunde liegende geothermische und geologische Aktivität schließen lässt.

    Die Forscher vermuten, dass das Auftreten und das Verhalten dieser seismischen Schwärme im Wesentlichen durch eine heikle Interaktion zwischen zwei Hauptprozessen gesteuert werden: die langsame Diffusion wässriger Flüssigkeiten und schnelle episodische Injektionen von Flüssigkeiten. Diese schnellen Einspritzungen können wiederum das Ergebnis des Aufbrechens von Permeabilitätsdichtungen in den unterirdischen Gesteinen sein, wodurch sich die Flüssigkeiten bewegen und seismische Aktivitäten auslösen können.

    Darüber hinaus haben detaillierte Analysen ergeben, dass sich die gebündelte Seismizität, die unter der Yellowstone-Caldera auftritt, in Verwerfungsstrukturen manifestiert, die als relativ unreif und rau gelten.

    Dieses Merkmal steht in scharfem Kontrast zu den flacheren und vermutlich reiferen Verwerfungen außerhalb der Caldera. Diese Unterscheidung ist wichtig, da sie auf unterschiedliche Spannungsregime und mechanische Eigenschaften der Verwerfungen innerhalb und außerhalb des zentralen Vulkangebietes schließen lässt.

    Die heißen Quellen des Parks beherbergen mikroskopisch kleine extremistische Organismen, die unter extremen Bedingungen gedeihen, und diese einzigartigen Mikroben sind für die medizinische und Weltraumforschung wertvoll.

    Die erzielten Ergebnisse liefern einen wertvollen zusätzlichen Kontext für das Verständnis der Seismizität in hydrothermalen Systemen. Sie unterstreichen insbesondere diegrundlegende Rolle, die langfristige Flüssigkeitsdiffusionsprozesse für die Entstehung und Modulation von Erdbebenschwärmen spielen.

    Kurz gesagt, die Studie verbessert unser Wissen über die komplexe Beziehung zwischen unterirdischen Flüssigkeiten und seismischer Aktivität in aktiven vulkanischen Umgebungen wie dem Yellowstone erheblich und unterstreicht, dass die räumliche Verteilung von Erdbebenschwärmen nicht zufällig ist, sondern durch vergangene Ereignisse der Flüssigkeitsinjektion und Verwerfungsaktivierung beeinflusst wird und somit die künftige Dynamik des Systems prägt.

    Quellenhinweis:

    Manuel A. Florez et al., Long-term dynamics of earthquake swarms in the Yellowstone caldera. Sci. Adv.11,eadv6484(2025). doi:10.1126/sciadv.adv6484