Wer in Kalifornien von Norden kommend mit dem Auto nach Los Angeles fährt, muss unweigerlich Gebirgszüge überqueren. Der Highway in die „Stadt der Engel“ führt in den Tehachapi-Bergen über den 1200 Meter hohen Tejon Pass. Wer von Las Vegas aus dem Osten kommt, fährt in der Mojavewüste über den in etwa gleich hohen Cajon Pass. Kaum einer der unzähligen Autofahrer, die täglich diese beiden Pässe passieren, merkt, dass sich unter ihnen die wichtigsten und wahrscheinlich auch die gefährlichsten Erdbebenknotenpunkte in Südkalifornien verbergen. Während am Tejon Pass die San-Andreas- und die Garlock-Verwerfung aufeinandertreffen, stoßen am Cajon Pass 150 Kilometer weiter südöstlich die San-Andreas- und die aktive San-Jacinto-Verwerfung zusammen. Eine schweizerisch-amerikanische Forschergruppe hat nun die Erdbebengeschichte Südkaliforniens entlang der Bruchzonen modelliert und festgestellt, dass sich die tektonischen Spannungen entlang dieser beiden Knotenpunkte in den vergangenen Jahrhunderten kontinuierlich aufgebaut haben. Ein Zeichen, dass es dort in absehbarer Zeit zu einem schweren Erdbeben kommen könnte.Die Geologie entlang der Westküste der Vereinigten Staaten wird von der Bewegung zweier Erdkrustenplatten dominiert. Dort gleiten nämlich die Pazifische Platte und die Nordamerikanische Platte aneinander vorbei und verhaken sich. Relativ zu Nordamerika bewegt sich der Pazifik um etwa fünf Zentimeter pro Jahr in Richtung Nordnordwesten. Obwohl gemeinhin argumentiert wird, dass die San-Andreas-Verwerfung die Grenze zwischen den beiden Platten markiert, gibt es keine scharfe Bruchlinie. Vielmehr verteilt sich die Relativbewegung beider Platten auf eine zum Teil Dutzende von Kilometern breite Zone, in der das Gestein brechen kann. So spaltet sich die San-Andreas-Verwerfung in dem Gebiet von San Francisco in mindestens drei parallel zueinander verlaufende Bruchzonen, die jeweils ihre eigenen Erdbebenherde bilden können.Bergpässe sind seismische KnotenAuch im Großraum Los Angeles gibt es keine scharfe Plattengrenze, sondern eine breite Bruchzone mit vielen einzelnen Verwerfungen. So macht die San- Andreas-Verwerfung einen weiten Bogen um das Los-Angeles-Becken und verläuft weiter in nordöstlicher Richtung. Die zahlreichen Erdbeben in diesem Gebiet treten deshalb häufig an Nebenverwerfungen auf. Diese sind aber tektonisch nicht weniger gefährlich als die San-Andreas-Verwerfung. Das gilt im Besonderen für den seismischen Knoten am Cajon Pass. Dort zweigt die San-Jacinto-Verwerfung von der San-Andreas-Erdbebenlinie ab, und an jeder der beiden Bruchstellen kommt es immer wieder zu schweren Beben.Modellierte tektonische Spannungen in Megapascal (MPa) des südlichen San-Andreas-Verwerfungssystems (graue Streifen) für das Jahr 2025.Liliane BurkhardDie Forschergruppe um Liliane Burkhard von der Universität Bern hat nun alle Erdbeben in Südkalifornien während der vergangenen tausend Jahre zusammengetragen. Dabei fanden sie mehr als 20 Beben, die zu schweren Schäden und Brüchen an der Erdoberfläche geführt hatten. Anschließend ordneten die Geowissenschaftler diese seismischen Ereignisse den verschiedenen Verwerfungen zu und berechneten die mechanischen Spannungen entlang dieser Bruchlinien.Tausend Jahre ErdbebengeschichteIn ihrer Untersuchung entdeckten die Forscher aber auch ein bislang wenig beachtetes Phänomen. Jahrzehntelang hatten Seismologen angenommen, ein Erdbeben breche das Gestein nur entlang einer einzigen Verwerfung. Die Länge der Verwerfung sollte hauptsächlich die Stärke eines Bebens bestimmen. Dass ein Bruchvorgang von einer Erdbebenlinie auf eine andere überspringt und dadurch eine viel stärkere Erschütterung auslöst, war nur in wenigen Fällen bekannt. In ihrer Zusammenstellung fanden die Forscher um Burkhard, dass gerade am Cajon Pass das seltene Phänomen auftritt: Immer wieder hatten in der Vergangenheit Erdbeben von der San-Andreas-Verwerfung auf die San-Jacinto-Verwerfung übergegriffen und auch an dieser Linie einen großen Bruch ausgelöst.Die Forscher vermuten nun, dass die seismischen Knoten gleichsam als „Tore“ für die Ausbreitung eines Erdbebenbruchs dienen. Unterscheidet sich die an einer Verwerfung angewachsene Spannung erheblich von derjenigen entlang der abzweigenden Verwerfung, tritt das Erdbeben nicht über. Sind die Spannungen dagegen entlang beider Linien vergleichbar groß, so ist nach Ansicht der Forscher ein Übergreifen einer Erschütterung wahrscheinlich. Nach den jüngsten Berechnungen stehen beide Verwerfungen am Cajon Pass unter ähnlich hohen Spannungen. Kommt es an einer zu einem Erdbeben, wird sich das „Tor“ öffnen und der Bruch breitet sich entlang der beiden Verwerfungen aus. Mit dieser Hypothese lässt sich zwar die in diesem Gebiet arg erhöhte Erbebengefährdung berechnen, Vorhersagen über die Stärke und den Zeitpunkt eines solchen Megabruchs können die Forscher aber dennoch nicht treffen.