Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass eine dicke Schicht aus rutschigem Ton auf dem Meeresboden eine entscheidende Rolle bei der Verschärfung des verheerenden Tohoku-Erdbebens 2011 und des anschließenden Tsunamis in Japan spielte. Die im Dezember 2025 in Science veröffentlichten Ergebnisse bieten Einblicke, warum der Tsunami größer und konzentrierter war als bisher angenommen – und könnten dazu beitragen, zukünftige Erdbebenwarnungen zu verfeinern.
Die Rolle von unterirdischem Ton
Das Beben von 2011, ein Ereignis der Stärke 9,1, wurde durch die Bewegung der Pazifischen Platte ausgelöst, die in einer Subduktionszone unter Japan abrutschte. Forscher glauben nun, dass eine bis zu 30 Meter dicke Tonschicht als Schwachstelle in der Verwerfungslinie fungierte. Dieser „reibungsarme“ Ton, wie er von Ron Hackney, einem Geophysiker an der Australia National University, beschrieben wurde, ermöglichte es der Energie des Erdbebens, sich nach oben zu konzentrieren, anstatt sich horizontal auszubreiten.
„Es kann sehr leicht verrutschen“, erklärte Hackney und betonte, wie die Eigenschaften des Tons den Auftrieb des Meeresbodens konzentrierten.
Diese konzentrierte Bewegung hob den Meeresboden über eine Strecke von 500 Kilometern (310 Meilen) um 50 bis 70 Meter (164 bis 230 Fuß) an und löste den gewaltigen Tsunami aus, der 561 Quadratkilometer (217 Quadratmeilen) Japans überschwemmte. Auch der Bruch der Verwerfung war weniger groß als erwartet, was die vertikale Verschiebung noch verstärkte.
Zur Quelle bohren
Die Entdeckung war nicht theoretisch: Im Jahr 2024 bohrte ein Team unter der Leitung von Hackney an Bord des Forschungsschiffs Chikyu direkt in die Verwerfungszone. Nachdem sie über 8.000 Meter (26.000 Fuß) unter die Meeresoberfläche vordrangen, extrahierten sie Sedimentkerne sowohl aus der Verwerfung als auch aus der Pazifischen Platte.
Die Analyse dieser Kerne bestätigte das Vorhandensein einer dicken, klebrigen Tonschicht, die sich seit etwa 130 Millionen Jahren ansammelt. Dieser Ton wird komprimiert, wenn die Pazifische Platte unter Japan abtaucht, wodurch eine mechanische Schwachstelle in der Gesteinsstruktur entsteht. Das Ergebnis ist eine Zone, die bei Belastung zum Bruch neigt.
Auswirkungen auf die zukünftige Risikobewertung
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ähnliche Tonschichten auch in anderen Subduktionszonen existieren könnten, was möglicherweise das Verhalten künftiger Erdbeben beeinflussen könnte. Einige Hinweise deuten auf ihre Anwesenheit in der Nähe von Sumatra, Indonesien, dem Ort des Tsunamis im Indischen Ozean 2004, hin. Allerdings ist die Zusammensetzung von Verwerfungszonen in Regionen wie der Halbinsel Kamtschatka noch wenig verstanden.
Die Forschung unterstreicht die Bedeutung detaillierter Untergrundstudien für die Verbesserung der Erdbebengefährdungsbeurteilung und die Verfeinerung von Frühwarnsystemen. Ein besseres Verständnis dieser Schwachstellen kann den Behörden dabei helfen, genauere Vorhersagen zu treffen und wirksamere Strategien zur Katastrophenvorsorge zu entwickeln.
Das Vorhandensein dieser Tonschicht ist ein entscheidender Teil des Puzzles zum Verständnis des Ausmaßes des Tsunamis von 2011 und könnte ein Schlüsselfaktor bei der Einschätzung des Potenzials für zukünftige Großereignisse in Subduktionszonen weltweit sein.
