Characterization of the Moreras Fault Zone and related faults (Águilas Arc, Eastern Betic Cordillera)

Tief unter der sonnenverwöhnten Küste des südöstlichen Spaniens wird die Erdkruste langsam zusammengedrückt. Diese Region liegt dort, wo zwei massive tektonische Platten, die Nubische und die Eurasische Platte, gegeneinander drücken. Wenn diese riesigen Gesteinsplatten kollidieren, faltet sich das Land zwischen ihnen zusammen, krümmt sich und bricht, wodurch eine Landschaft aus Bergen und Tälern entsteht. In diesem speziellen Gebiet, bekannt als die Östliche Betische Kordillere, hat der Druck eine gekrümmte Deformationszone geschaffen, die Geologen als tektonischen Bogen bezeichnen. Seit Jahrzehnten kartieren Wissenschaftler die großen Risse oder Verwerfungen in dieser Zone, um zu verstehen, wie sich das Land bewegt und wo das nächste Erdbeben entstehen könnte. Zu wissen, welche Verwerfungen aktiv sind und wie lang sie sind, ist entscheidend für die Bewertung des Risikos zukünftiger Erdbeben, da längere Verwerfungen im Allgemeinen größere, zerstörerischere Beben verursachen können.

Im südlichen Teil dieses tektonischen Bogens liegt eine Region namens Águilas-Bogen, die eine bedeutende geologische Struktur beherbergt, die als Moreras-Verwerfung bekannt ist. Frühere Karten und Studien hatten suggeriert, dass diese Verwerfung Teil eines viel größeren, kontinuierlichen Systems sei, das sich über hundert Kilometer erstreckt, das das Land mit dem Meeresboden verbindet und potenziell als ein einziger, massiver Motor für Erdbeben fungiert. Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der Universität Alicante und der Universität Jaén hat jedoch einen frischen, detaillierten Blick auf dieses Gebiet geworfen. Durch Begehungen des Geländes, die detaillierte Kartierung der Gesteine und die Analyse der Art und Weise, wie sich der Boden über Millionen von Jahren verschoben hat, haben sie die Geschichte dieser Verwerfung neu geschrieben. Ihre Arbeit zeigt, dass die Moreras-Verwerfung nicht die riesige, kontinuierliche Struktur ist, für die man sie einst hielt, sondern eine kürzere, eigenständige Zone, die in jüngeren geologischen Zeiten weitgehend zur Ruhe gekommen ist.

Die Forscher konzentrierten ihre Bemühungen auf die Moreras-Verwerfungszone, ein komplexes Gebiet aus zerbrochenem Gestein, das etwa von Ost nach West durch die Landschaft verläuft. Unter Verwendung detaillierter Karten und hochauflösender Luftaufnahmen verfolgten sie den exakten Pfad der Verwerfung und maßen ihre Länge und Breite mit einer Präzision, die in früheren, breiter angelegten Untersuchungen nicht möglich war. Sie fanden heraus, dass die Verwerfungszone etwa 23 Kilometer lang und bis zu 2,8 Kilometer breit ist. Sie ist kein einzelner Riss im Boden, sondern eine komplexe Zone, die aus zwei Hauptsträngen besteht, die parallel zueinander verlaufen, sowie vielen kleineren, sekundären Brüchen, die sich umeinander winden. Während die Forscher die Gesteine untersuchten, suchten sie nach „Schrägstrichen“ (Slickenlines), polierten Rillen auf den Gesteinsoberflächen, die wie Fingerabdrücke wirken und zeigen, in welche Richtung sich der Boden bewegt hat, als die Verwerfung glitt. Diese Markierungen sowie die Art und Weise, wie verschiedene Gesteinsschichten auseinandergeschoben wurden, erzählten eine klare Geschichte: Die Verwerfung hat sich seitlich bewegt, wobei der Boden auf einer Seite an der anderen vorbeiglitt, in einer rechtsseitigen Verschiebung (right-lateral motion). Über Millionen von Jahren hinweg hat diese Bewegung das Land um etwa 10 Kilometer versetzt.

Eine der bedeutendsten Entdeckungen dieser Studie betrifft die Verbindung der Verwerfung zum Meer. Jahrelang glaubten Geologen, dass die Moreras-Verwerfung nach Osten unter Wasser weitergeht, sich mit einer Reihe von Verwerfungen entlang der Mazarrón-Eskarpment und dem Cape-Tiñoso-Verwerfungssystem verbindet und so eine einzige, massive, 100 Kilometer lange Struktur bildet. Die neue Feldarbeit zeigt jedoch, dass diese Verbindung nicht existiert. Die Forscher fanden heraus, dass die Moreras-Verwerfung abrupt endet, wenn sie auf ein anderes Set von Verwerfungen trifft, die in einer Nordost-Südwest-Richtung verlaufen, bekannt als das Peñas-Blancas-Verwerfungssystem. Diese benachbarten Verwerfungen wirken wie eine Wand, die die Moreras-Verwerfung abschneidet und ihr östliches Ende wegverschiebt. Darüber hinaus verlaufen die Verwasserungen nahe Cape Tiñoso in eine andere Richtung und verhalten sich anders als die Moreras-Verwerfung, was beweist, dass es sich um völlig separate Strukturen handelt. Das bedeutet, dass die Moreras-Verwerfung ein isoliertes System ist, etwa 23 Kilometer lang, statt ein Teil einer viel größeren, kontinuierlichen Erdbebenmaschine zu sein.

Die Studie untersuchte auch, wie aktiv diese Verwerfungen heute sind. Während die Moreras-Verwerfung während des Miozäns, vor Millionen von Jahren, ein Hauptakteur war, ist die Evidenz für jüngste Bewegungen überraschend gering. Die Forscher suchten nach Anzeichen von Deformation in den jüngsten Gesteinsschichten, speziell in den Kies- und Sandablagerungen, die von alten Flüssen und Fluten aus den letzten paar hunderttausend Jahren hinterlassen wurden. Sie fanden nur subtile, geringfügige Störungen in einigen wenigen kleinen Bereichen, hauptsächlich im östlichen Teil der Verwerfung. Im Gegensatz dazu zeigen die Verwerfungen weiter nördlich in der Region viel stärkere Anzeichen jüngster Aktivität und produzieren häufigere, wenn auch kleine Erdbeben. Dies deutet darauf hin, dass sich das Zentrum der tektonischen Aktivität in diesem Teil Spaniens im Laufe der Zeit langsam nach Norden verlagert hat. Die Moreras-Verwerfung, einst ein primärer Treiber der Landschaftsveränderung, scheint deutlich langsamer geworden zu sein, wobei ihre Bewegung in den letzten Millionen Jahren weitgehend zum Stillstand gekommen ist.

Diese Erkenntnisse haben wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis des seismischen Risikos in der Region. Wenn die Moreras-Verwerfung Teil eines 100 Kilometer langen kontinuierlichen Systems wäre, könnte sie theoretisch ein sehr großes Erdbeben auslösen. Indem sie als eine kürzere, 23 Kilometer lange Struktur neu definiert wird, die nicht mehr der primäre Fokus tektonischer Spannung ist, wird die potenzielle Größe eines zukünftigen Erdbebens an dieser spezifischen Verwerfung reduziert. Die Studie besagt nicht, dass die Verwerfung völlig tot ist; sie könnte sich noch leicht bewegen, vielleicht als Aufschiebung (reverse fault), bei der eine Seite über die andere nach oben drückt, aber das massive seitliche Gleiten, das die Landschaft in der Vergangenheit geformt hat, hat weitgehend aufgehört. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass sich die durch die Kollision der tektonischen Platten verursachte Deformation von diesem südlichen Bogen weg und hin zur Östlichen Betischen Scherzone im Norden verlagert hat. Dieses neue Verständnis, das auf sorgfältiger Beobachtung der Gesteine selbst beruht, liefert ein klareres, genaueres Bild der geologischen Kräfte, die unter der spanischen Küste wirken.