Source Mechanism of the Mw 6.4 Nicobar earthquake of July 28, 2025: constraints from GNSS and strong motion accelerograph observations

Tief unter der Erdoberfläche reiben gewaltige tektonische Platten aneinander und speichern Energie, die gelegentlich in plötzlichen, heftigen Verschiebungen, bekannt als Erdbeben, freigesetzt wird. Im Indischen Ozean schafft die Grenze, an der die Indische Platte unter die Sunda-Platte abtaucht, eine Zone intensiver geologischer Aktivität. Wenn diese Platten gleiten, können sie starke Erschütterungen erzeugen, die den Boden erschüttern und in einigen Fällen riesige Wassermengen verdrängen, um Tsunamis zu erzeugen. Für Wissenschaftler ist es entscheidend zu verstehen, wie genau sich eine Verwerfung während eines Erdbebens bewegt – ob es sich um eine Aufschiebung handelt, bei der ein Block über einen anderen nach oben drückt, oder um eine Blattverschiebung, bei der Blöcke aneinander vorbeigleiten. Dieses Wissen hilft ihnen, das Potenzial für einen Tsunami einzuschätzen und die Gefahr für nahegelegene Küstengemeinden zu bewerten. Während Seismometer, die Bodenerschütterungen aufzeichnen, lange Zeit das primäre Werkzeug zur Untersuchung dieser Ereignisse waren, haben sie eine Einschränkung: In der Nähe eines starken Bebens kann das Schütteln so intensiv sein, dass die Instrumente überfordert werden und aufhören, nützliche Daten aufzuzeichnen. In den letzten Jahren hat sich eine andere Technologie als leistungsstarker Partner zu den Seismometern herauskristallisiert. Global Navigation Satellite Systems, oder GNSS, zu denen auch das GPS gehört, das wir zur Navigation nutzen, können die Bewegung des Bodens nun in Echtzeit mit hoher Präzision messen. Im Gegensatz zu Seismometern sättigen oder brechen diese Satellitenempfänger nicht unter intensiven Erschütterungen; stattdessen verfolgen sie die exakte Position des Bodens während der Bewegung und bieten so ein klares Bild der Deformation, selbst wenn herkömmliche Sensoren versagen.

Am 28. Juli 2025 ereignete sich ein bedeutendes Erdbeben mit einer Magnitude von 6,4 in den Gewässern westlich von Great Nicobar Island im Archipel der Andamanen und Nikobaren. Diese Region, die bereits durch den verheerenden Tsunami von 2004 gezeichnet ist, bleibt ein Ort hoher seismischer Aktivität. Das Ereignis von 2025 trat im frontalen Teil der Subduktionszone auf, etwa 100 Kilometer von der nächstgelegenen Stadt Campbell Bay entfernt. Glücklicherweise löste das Beben keinen Tsunami aus und verursachte keine Schäden in den nahegelegenen Siedlungen. Für Wissenschaftler stellte das Ereignis jedoch sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance dar. Die Region verfügt über sehr wenige lokale Seismometer; die nächste zuverlässige Station war über 500 Kilometer entfernt, und nur eine Handvoll existierte innerhalb von tausend Kilometern. Dieser Mangel an Stationen bedeutete, dass Standardmethoden zur Bestimmung des Quellmechanismus des Erdbebens – der spezifischen Geometrie und Richtung des Bruchgleitens – allein unter Verwendung lokaler Daten schwierig anzuwenden waren. Um dieses Rätsel zu lösen, wandte sich ein Forscherteam an ein spärliches Netzwerk von Hochgeschwindigkeits-GNSS-Stationen und Bodenbeschleunigungsmessern, die über die Inseln verteilt sind. Diese Instrumente, die vom Survey of India und dem Indian National Centre for Ocean Information Services betrieben werden, zeichneten das Ereignis mit einer Rate von einer Messung pro Sekunde auf und erfassten so die dynamische Bewegung des Bodens, während die Erdbebenwellen hindurchliefen.

Die Forscher kombinierten Daten von vier GNSS-Standorten und fünf Beschleunigungsmessestationen, um die Quelle des Erdbebens zu rekonstruieren. Sie standen vor einem erheblichen Hindernis: Die Stationen waren nicht gleichmäßig um das Epizentrum verteilt. Stattdessen waren sie hauptsächlich im Norden und Nordosten konzentriert, was eine große Lücke in den Beobachtungen aus den anderen Richtungen hinterließ. In einem typischen Szenario würde eine so große Lücke in der Abdeckung es nahezu unmöglich machen, die Orientierung der Verwerfung mit Sicherheit zu bestimmen. Das Team verarbeitete die Rohdaten, um Rauschen zu filtern und die durch das Beben verursachte Bodenverformung zu isolieren. Anschließend nutzten sie eine Computermodellierungstechnik, um zu simulieren, wie sich der Boden bei verschiedenen Arten von Verwerfungsbewegungen bewegen würde, und verglichen diese Simulationen mit den tatsächlichen Aufzeichnungen. Das Ziel war es, das Modell zu finden, das am besten mit den realen Daten übereinstimmt. Trotz der ungleichmäßigen Verteilung der Sensoren ergab die Analyse ein klares Bild. Das Erdbeben wurde durch eine Aufschiebung verursacht, bei der ein Block der Erdkruste entlang einer sanft abfallenden Ebene, die parallel zum Inselbogen verläuft, über einen anderen nach oben drückt. Dieser Befund deckte sich mit dem allgemeinen Verständnis der Geologie der Region und entsprach den Schätzungen aus globalen Erdbebenkatalogen, obwohl jene globalen Schätzungen auf Daten von viel weiter entfernten Orten basierten.

Einer der bemerkenswertesten Aspekte der Studie war die Fähigkeit der GNSS-Daten, für sich selbst zu stehen. Als die Forscher die Satellitendaten separat von den Bodenerschütterungssensoren analysierten, kamen sie zum gleichen Schluss hinsichtlich der Bewegung der Verwerfung. Die GNSS-Stationen, die die Position statt der Beschleunigung messen, erfassten erfolgreich die Richtung und Art des Gleitens. Dies ist eine bedeutende Validierung für den Einsatz der Satellitentechnologie in der Seismologie, insbesondere in entlegenen oder ozeanischen Regionen, in denen die Installation eines dichten Netzwerks traditioneller Seismometer schwierig oder unmöglich ist. Die Studie untersuchte auch die Tiefe des Erdbebens. Während globale Agenturen die Tiefe auf 22 bis 29 Kilometer schätzten, was das Ereignis an die Hauptgrenzfläche zwischen den beiden Platten platzierte, deuteten die lokalen Daten auf eine geringere Tiefe im Bereich von 6 bis 10 Kilometern hin. Diese geringere Tiefe impliziert, dass das Beben möglicherweise auf einer sekundären Verwerfung auftrat, die von der Hauptgrenzfläche abzweigt, anstatt direkt auf der Hauptgrenzfläche selbst. Dieser Unterschied verdeutlicht, wie lokale Daten eine andere Perspektive bieten können, wenngleich die genaue Tiefe aufgrund des Mangels an Sensoren in alle Richtungen etwas ungewiss bleibt.

Auch die Magnitude des Erdbebens war ein Thema der Diskussion. Die lokale Analyse deutete auf eine Magnitude zwischen 6,8 und 6,9 hin, was etwas höher ist als die von globalen Agenturen gemeldete 6,4. Die Forscher merkten an, dass diese Diskrepanz wahrscheinlich auf die begrenzte Anzahl von Sensoren und die ungleichmäßigen Winkel zurückzuführen ist, aus denen das Ereignis beobachtet wurde, was bei der Verwendung lokaler Daten allein manchmal zu einer Überschätzung der freigesetzten Energie führen kann. Dennoch blieb der Kernbefund bezüglich des Mechanismus des Bebens robust. Die Studie demonstrierte, dass selbst mit einem spärlichen Instrumentennetzwerk und einer großen Deckungslücke hochfrequente GNSS-Daten zuverlässig bestimmen können, wie ein Erdbeben dieser Größe abläuft. Dies ist eine lebenswichtige Fähigkeit für die Andamanen- und Nikobaren-Region, in der die Gefahr zukünftiger Tsunamis allgegenwärtig ist. Durch den Nachweis, dass Satellitendaten die Lücken schließen können, die durch fehlende Seismometer entstehen, bietet die Forschung ein neues, zuverlässiges Werkzeug zur schnellen Bewertung der Art zukünftiger Erdbeben. Sollte erneut ein großes Ereignis eintreten, könnten diese Satellitennetzwerke sofortige Einblicke in die Bewegung der Verwerfung geben und Behörden helfen, das Tsunami-Risiko schneller und genauer als je zuvor zu bestimmen.