Die Erdkruste im pazifischen Nordwesten bricht auseinander: Könnte dies Konsequenzen haben?
Forscher verwendeten Schallwellen, um hochauflösende Bilder von Verwerfungen und Brüchen tief unter dem Meeresboden zu erstellen, wodurch die Bruchstellen der Platte in Teilen des pazifischen Nordwestens sichtbar wurden.

Mit beispielloser Klarheit haben Wissenschaftler eine Subduktionszone (den Kollisionspunkt, an dem eine tektonische Platte unter eine andere abtaucht) während des Bruchs direkt beobachtet. Die in Science Advances veröffentlichte Entdeckung wirft ein neues Licht auf die Entwicklung der Erdoberfläche und wirft neue Fragen zu zukünftigen seismischen Risiken im pazifischen Nordwesten auf. Subduktionszonen sind Schauplatz der stärksten tektonischen Ereignisse der Erde. Sie treiben Kontinente über den Planeten, lösen verheerende Erdbeben und Vulkanausbrüche aus und recyceln die Erdkruste tief im Mantel. Aber sie halten nicht ewig.
Wenn dies der Fall wäre, würden die Kontinente aufeinanderprallen und sich endlos aufschichten, wodurch die Ozeane und die Spuren der Vergangenheit der Erde ausgelöscht würden. Die große Frage, über die Geologen nachgedacht haben, lautet: Wie genau kommen diese mächtigen Systeme schließlich zum Stillstand? „Eine Subduktionszone zu initiieren ist wie der Versuch, einen Zug bergauf zu schieben: Es erfordert einen enormen Kraftaufwand“, sagte Brandon Shuck, Assistenzprofessor an der Louisiana State University und Hauptautor der Studie.
„Aber wenn man einmal losgelegt hat, ist es, als würde der Zug bergab rasen und sich unmöglich aufhalten lassen. Um ihn anzuhalten, bedarf es drastischer Maßnahmen – im Grunde genommen einer Entgleisung.“ Shuck führte die Forschung als Postdoktorand am Lamont-Doherty Earth Observatory durch, das zur Climate School der Columbia University gehört.
Platten, die unter die nordamerikanische Platte absinken
Vor der Küste von Vancouver Island, in einer Region von Cascadia, wo sich die Juan-de-Fuca-Platte und die Explorer-Platte langsam unter der nordamerikanischen Platte verschieben, haben Wissenschaftler die Antwort gefunden. Durch eine Kombination aus seismischer Reflexionsbildgebung (im Wesentlichen eine Ultraschalluntersuchung des Erdinneren) und detaillierten Erdbebenaufzeichnungen hat das Team eine sich auflösende Subduktionszone erfasst.
Die seismischen Daten wurden während des Cascadia Seismic Imaging Experiment 2021 (CASIE21) an Bord des Forschungsschiffs Marcus G. Langseth des Lamont-Doherty Earth Observatory gesammelt. Das Experiment wurde von der Lamont-Wissenschaftlerin Suzanne Carbotte, Mitautorin der neuen Veröffentlichung, zusammen mit ihrer Kollegin Anne Bécel geleitet. Die Forscher sendeten Schallwellen vom Schiff zum Meeresboden und zeichneten die Echos mit Hilfe einer 15 Kilometer langen Reihe von Unterwasser-Abhörgeräten auf.
Dies lieferte hochauflösende Bilder von Verwerfungen und Brüchen tief unter dem Meeresboden und enthüllte die Bruchstellen der Platte. „Dies ist das erste Mal, dass wir ein klares Bild einer Subduktionszone inmitten ihres Untergangs haben“, sagte Shuck. „Anstatt sich zu schließen, zerreißt die Platte Stück für Stück und bildet kleinere Mikroplatten und neue Grenzen. Anstelle einer großen Entgleisung ist es also, als würde man zusehen, wie ein Zug langsam Wagen für Wagen entgleist.“
Carbotte fügt hinzu, dass Wissenschaftler seit Jahrzehnten wissen, dass die Subduktion aufhören kann, wenn schwimmende Regionen ozeanischer Platten eine Subduktionszone erreichen. „Aber bisher hatten wir keinen so klaren Einblick in den Ablauf dieses Prozesses“, sagt er.
„Diese neuen Erkenntnisse helfen uns, den Lebenszyklus der tektonischen Platten, die die Erde formen, besser zu verstehen.“ Das Team beobachtete Risse, die sich durch die Juan-de-Fuca-Platte zogen, darunter eine massive Bruchstelle, an der die Platte etwa fünf Kilometer tief abfiel. „Es gibt eine sehr große Verwerfung, die die [subduzierende] Platte aktiv auseinanderreißt“, erklärte Shuck. „Sie ist noch nicht vollständig auseinandergerissen, aber fast.“
Was die seismischen Untersuchungen zeigen
Seismische Aufzeichnungen bestätigen dieses Muster: Entlang des 75 Kilometer langen Risses sind einige Abschnitte noch seismisch aktiv, während andere unheimlich still sind. „Sobald sich ein Teil vollständig gelöst hat, verursacht er keine Erdbeben mehr, da die Felsen nicht mehr miteinander verbunden sind“, erklärte er. Diese Lücke in der fehlenden Seismizität ist ein deutliches Zeichen dafür, dass sich ein Teil der Platte bereits gelöst hat und dass die Lücke mit der Zeit langsam größer wird.
Die Studie ergab, dass dieser Bruch in mehreren Phasen erfolgt, und zwar durch das, was Forscher als „episodische“ oder „stückweise“ Trennung bezeichnen. Anstatt eines plötzlichen Bruchs der gesamten tektonischen Platte reißt sie nach und nach, Abschnitt für Abschnitt, auseinander.
Eine dramatische Abfolge von Ereignissen
Wenn sie in kleinere Fragmente zerbricht, verliert die größere Platte an Schwung – ähnlich wie die Wagen eines entgleisten Zuges, die auseinandergerissen werden – und wird schließlich nicht mehr nach unten gezogen. Es dauert mehrere Millionen Jahre, bis jedes Fragment abbricht, aber zusammen können diese Ereignisse nach und nach ein gesamtes Subduktionssystem lahmlegen. Diese episodischen Brüche helfen dabei, rätselhafte Merkmale der Erdgeschichte zu erklären, die an anderen Orten erhalten geblieben sind, wie beispielsweise zurückgelassene Fragmente von tektonischen Platten und ungewöhnliche Ausbrüche vulkanischer Aktivität.
Ein bemerkenswertes Beispiel dafür findet sich vor der Küste von Baja California, wo Wissenschaftler seit langem fossile Mikroplatten beobachten: die fragmentierten Überreste der einst riesigen Farallon-Platte. Seit Jahrzehnten wussten Forscher, dass diese Fragmente ein Hinweis auf absinkende Subduktionszonen sein müssen, aber der Mechanismus, der sie geschaffen hat, blieb unklar. Cascadia liefert nun das fehlende Puzzleteil: Subduktionszonen brechen nicht in einem einzigen katastrophalen Ereignis zusammen, sondern zerfallen allmählich und hinterlassen Mikroplatten als geologische Beweise.
Diese Erkenntnisse tragen zwar dazu bei, Modelle zur Auswirkung struktureller Komplexitäten auf das seismische Verhalten zu verfeinern, ändern jedoch nichts an der Gefahrenprognose für Cascadia auf menschlicher Zeitskala. Die Region ist weiterhin in der Lage, Erdbeben und Tsunamis großer Stärke zu erzeugen, und das Verständnis darüber, wie diese neuen Risse die Bruchmuster beeinflussen, wird die Modelle zur Untersuchung seismischer Gefahren im pazifischen Nordwesten verbessern.
Quellenhinweis:
Brandon Shuck et al, Slab tearing and segmented subduction termination driven by transform tectonics, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady8347