Anzeichen eines uralten Mega-Tsunamis könnten auf eine moderne Gefahr hindeuten: Hinweise auf eine 800-Fuß-Welle auf den Kapverden | 2020

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Anonim

"Unser Punkt ist, dass Flankenkollaps extrem schnell und katastrophal erfolgen kann und daher riesige Tsunamis auslösen kann", sagte der leitende Autor Ricardo Ramalho, der als Postdoktorand am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University forschte jetzt ein zusätzlicher Wissenschaftler. "Sie kommen wahrscheinlich nicht sehr oft vor. Aber wir müssen dies berücksichtigen, wenn wir über das Gefährdungspotential dieser Art von Vulkanmerkmalen nachdenken."

Der offensichtliche Zusammenbruch ereignete sich vor 73.000 Jahren am Fogo-Vulkan, einem der größten und aktivsten Inselvulkane der Welt. Heutzutage erhebt es sich 2.829 Meter über dem Meeresspiegel und bricht etwa alle 20 Jahre aus, zuletzt im letzten Herbst. Auf der Insel Santiago, auf der die Welle anscheinend auftrat, leben derzeit rund 250.000 Menschen.

Es ist unbestritten, dass vulkanische Flanken eine Gefahr darstellen; Mindestens acht kleinere Zusammenbrüche sind in den letzten hundert Jahren in Alaska, Japan und anderswo aufgetreten, und einige haben tödliche Tsunamis hervorgerufen. Viele Wissenschaftler bezweifeln jedoch, dass große Vulkane mit der Plötzlichkeit, die die neue Studie nahe legt, einstürzen können. Vielmehr stellen sie sich Erdrutsche vor, die schrittweise auftreten und mehrere kleinere Tsunamis erzeugen. In einer französischen Studie aus dem Jahr 2011 wurde auch der Zusammenbruch von Fogo untersucht, was darauf hindeutet, dass er vor 124.000 bis 65.000 Jahren stattfand. Laut dieser Studie gab es jedoch mehr als einen Erdrutsch. Die französischen Forscher schätzen, dass die resultierenden Mehrfachwellen nur 45 Fuß erreicht hätten - selbst dann genug, um heute viel Schaden anzurichten.

Eine Handvoll früherer Studien haben viel größere prähistorische Zusammenbrüche und daraus resultierende Megatsunamis auf den hawaiianischen Inseln am italienischen Berg vorgeschlagen. Ätna und die Insel La Réunion im Indischen Ozean. Aber Kritiker haben gesagt, dass diese Beispiele zu wenige und die Beweise zu dünn sind. Die neue Studie fügt ein neues mögliches Beispiel hinzu; es heißt, dass die geschätzten 160 Kubikkilometer (40 Kubikmeilen) Gestein, die Fogo während des Zusammenbruchs verloren hat, auf einmal fallengelassen wurden, was zu der 800-Fuß-Welle führte. Zum Vergleich: Die größten bekannten Tsunamis der jüngsten Zeit, die 2004 die Küsten des Indischen Ozeans und 2011 den Osten Japans verwüsteten, erreichten nur etwa 100 Fuß. (Wie die meisten anderen gut dokumentierten Tsunamis wurden diese durch Bewegungen von Erdbebenfehlern unter Wasser verursacht - nicht durch Vulkankollaps.)

Die Insel Santiago liegt 55 Kilometer von Fogo entfernt. Vor einigen Jahren arbeiteten Ramalho und Kollegen an Santiago, als sie ungewöhnliche Felsbrocken entdeckten, die bis zu 2.000 Fuß landeinwärts und fast 650 Fuß über dem Meeresspiegel lagen. Einige sind so groß wie Lieferwagen, und sie sind völlig anders als das junge vulkanische Terrain, auf dem sie liegen. Sie passen eher zu maritimen Gesteinen, die die Küste der Insel umgeben: Kalksteine, Konglomerate und U-Boot-Basalte. Einige wiegen bis zu 770 Tonnen. Die einzig realistische Erklärung, die die Wissenschaftler finden konnten: Eine gigantische Welle muss sie von der Küste gerissen und aufgeschüttet haben. Sie ermittelten die Größe der Welle, indem sie die Energie berechneten, die nötig gewesen wäre, um dieses Kunststück zu vollbringen.

Bis heute hat die Geochemikerin Gisela Winckler im Labor von Ramalho und Lamont-Doherty Isotope des Elements Helium gemessen, das in der Nähe der Felsoberflächen eingebettet ist. Solche Isotope ändern sich abhängig davon, wie lange ein Stein im Freien gelegen und kosmischen Strahlen ausgesetzt hat. Die Analysen konzentrierten sich auf rund 73.000 Jahre - weit innerhalb der früheren französischen Schätzung eines kleineren Ereignisses. Die Analyse "stellt die Verbindung zwischen Zusammenbruch und Auswirkung her, die Sie nur herstellen können, wenn Sie beide Daten haben", sagte Winckler.

Der Tsunami-Experte Bill McGuire, emeritierter Professor am University College London, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, die Studie "liefert solide Beweise für die Megatsunami-Bildung und bestätigt, dass Vulkane, wenn sie einstürzen, dies extrem schnell können." Basierend auf seiner eigenen Arbeit sagt McGuires, dass solche Megatsunamis wahrscheinlich nur einmal alle 10.000 Jahre auftreten. "Dennoch", sagte er, "macht das Ausmaß solcher Ereignisse, wie die Fogo-Studie belegt, und ihre potenziell verheerenden Auswirkungen sie zu einer klaren und ernsthaften Gefahr in Meeresbecken, in denen aktive Vulkane leben."

Ramalho warnt davor, dass die Studie nicht als rote Fahne verstanden werden sollte, dass hier oder anderswo ein weiterer großer Zusammenbruch bevorsteht. "Es bedeutet nicht, dass jeder Zusammenbruch katastrophal verläuft", sagte er. "Aber es ist vielleicht nicht so selten, wie wir dachten."

In den frühen 2000er Jahren veröffentlichten andere Forscher Beweise dafür, dass die Kapverden große Tsunamis erzeugen könnten. Andere haben argumentiert, dass Spaniens Kanarische Inseln dies bereits getan haben. Simon Day, ein leitender Forscher am University College London, hat wiederholt kontrovers diskutiert und warnt davor, dass ein künftiger Ausbruch des aktiven Vulkans Cumbre Vieja auf den Kanarischen Inseln einen Flankenkollaps auslösen könnte, der eine anfängliche Welle von 3000 Fuß Höhe bilden könnte. Dies könne mehr auslöschen als die umliegenden Inseln. Eine solche Welle könnte immer noch 300 Fuß hoch sein, wenn sie eine Stunde später in Westafrika ankommt, und entlang der Küsten Nord- und Südamerikas immer noch 150 Fuß hoch sein. Bisher haben solche Studien hauptsächlich Tsunamis der Öffentlichkeit und heftige Einwände von anderen Wissenschaftlern hervorgerufen, dass solche Ereignisse unwahrscheinlich sind. Eine Studie des National Oceanography Centre des Vereinigten Königreichs über Tiefseesedimente aus dem Jahr 2013 legt nahe, dass die Kanarischen Inseln wahrscheinlich größtenteils allmählich zusammengebrochen sind.

Ein Teil der Kontroverse hängt nicht nur von der Physik der Zusammenbrüche selbst ab, sondern auch davon, wie effizient sich daraus ergebende Wellen ausbreiten könnten. Im Jahr 1792 stürzte ein Teil des japanischen Mount Unzen ein, traf eine Reihe von Buchten in der Nähe mit Wellen von bis zu 300 Fuß Höhe und tötete etwa 15.000 Menschen. Am 9. Juli 1958 erschütterte ein Erdbeben 90 Millionen Tonnen Gestein die isolierte Bucht von Lituya in Alaska. dies erzeugte eine erstaunliche Welle von 1,724 Fuß Höhe, die größte, die jemals aufgezeichnet wurde. Zwei Fischer, die an diesem Tag zufällig in ihrem Boot saßen, wurden über einen nahe gelegenen Wald transportiert. auf wundersame Weise überlebten sie.

Diese Ereignisse traten jedoch auf engstem Raum auf. Im offenen Ozean wird allgemein angenommen, dass durch Erdrutsche verursachte Wellen schnell an Energie verlieren und daher hauptsächlich eine regionale Gefahr darstellen. Dies basiert jedoch größtenteils auf der Modellierung und nicht auf der realen Erfahrung, sodass niemand wirklich weiß, wie schnell eine Killerwelle in eine harmlose Welligkeit zerfallen könnte. In jedem Fall befassen sich die meisten Wissenschaftler mehr mit Tsunamis, die durch die häufiger auftretenden Unterwassererdbeben verursacht werden. Wenn Meeresbodenfehler abrutschen, wie sie es in den Jahren 2004 und 2011 getan haben, schieben sie große Mengen Wasser nach oben. In tiefem Wasser zeigt sich dies als bloße Schwellung an der Oberfläche; Wenn die Dünung jedoch flachere Küstengebiete erreicht, konzentriert sich ihre Energie auf ein geringeres Wasservolumen und steigt dramatisch an. Das Erdbeben und der Tsunami im Indischen Ozean 2004 forderten 230.000 Todesopfer in 14 Ländern. Bei dem Ereignis in Tohoku 2011 wurden in Japan fast 20.000 Menschen getötet und es kam zu einer langfristigen nuklearen Katastrophe.

James Hunt, ein Tsunami-Experte am National Oceanography Centre des Vereinigten Königreichs, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die Untersuchung mache deutlich, dass "selbst bescheidene Erdrutsche an den gegenüberliegenden Küsten der Insel anomale Tsunami-Wellen mit hoher Amplitude erzeugen könnten". Die Frage, sagte er, "ist, ob dies zu gefährlichen Ereignissen im Fernfeld führt, die umstritten sind."

Als Fogo letztes Jahr ausbrach, stürmten Ramalho und andere Geologen herein, um zu beobachten. Lavaströme (seit der Beruhigung) vertrieben rund 1.200 Menschen und zerstörten Gebäude, darunter ein neues Besucherzentrum für Vulkane. "Die Menschen in Kap Verde haben derzeit noch viel mehr zu befürchten, als nach dem letzten Ausbruch ihren Lebensunterhalt wieder aufzubauen", sagte Ramalho. "Aber eines Tages könnte Fogo wieder zusammenbrechen, also müssen wir wachsam sein."