Océano Profundo 2018: Erkundung der Tiefseelebensräume vor Puerto Rico und den U.S. Virgin Islands

Abbildung 1: Karte der nordamerikanisch-karibischen tektonischen Plattengrenze. Die Farben bezeichnen die Tiefe unter dem Meeresspiegel und die Höhe an Land. Die fettgedruckten Zahlen sind die Jahreszahlen der mäßig großen (größer als etwa Magnitude 7) historischen Erdbeben, die neben ihren ungefähren Orten angegeben sind. Das Sternchen zeigt den Ort des Erdbebens vom 12. Januar 2010 in Haiti an. Gestrichelte Linien zeigen die Grenze, an der eine Platte oder ein Block unter die andere Platte oder den anderen Block stürzt. Schwere Linien mit halben Pfeilen stellen Verwerfungen dar, entlang derer zwei Blöcke seitlich aneinander vorbeigehen. Das Bild wurde mit freundlicher Genehmigung des U.S. Geological Survey zur Verfügung gestellt. Bild herunterladen (jpg, 261 KB).

Puerto Rico, die Jungferninseln im Osten und das östliche Hispaniola im Westen liegen an einer aktiven Plattengrenzzone zwischen der nordamerikanischen Platte und der nordöstlichen Ecke der karibischen Platte (Abbildung 1). Die etwa 80 Millionen Jahre alte Karibische Platte ist grob rechteckig und verschiebt sich gegenüber der Nordamerikanischen Platte mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei Zentimetern pro Jahr in Richtung Osten. Die Bewegung entlang ihrer nördlichen Grenze (in der Region der Plattengrenze) ist überwiegend Streichen (seitliche Bewegung zwischen den Platten), mit einer kleinen Komponente von Subduktion (eine Platte sinkt unter die andere Platte). Im Gegensatz dazu überlagert die weiter östlich gelegene Karibische Platte die Nordamerikanische Platte, wodurch der Inselbogen der Kleinen Antillen mit seinen aktiven Vulkanen entsteht. Auf Puerto Rico und den Jungferninseln gibt es derzeit keine aktiven Vulkane; die letzten Vulkane waren vor etwa 30 Millionen Jahren aktiv.

Der Puerto-Rico-Graben (Abbildung 2) liegt nördlich von Puerto Rico und ist mit einer Wassertiefe von über 8.300 Metern (5,2 Meilen) der tiefste Teil des Atlantiks. Seine Tiefe ist vergleichbar mit den tiefen Gräben im Pazifischen Ozean. Gräben im Pazifik befinden sich dort, wo eine tektonische Platte subduziert oder sich unter eine andere Platte schiebt. Der Puerto-Rico-Graben hingegen befindet sich an der Grenze zwischen zwei Platten, die aneinander vorbeigleiten, wobei die Subduktion nur eine geringe Rolle spielt. Wo die Subduktionskomponente größer ist, ist der Graben weniger tief.

Abbildung 2: Bathymetrie der nordöstlichen Ecke der karibischen Platte. Bild mit freundlicher Genehmigung des U.S. Geological Survey. Bild herunterladen (jpg, 198 KB).

Der ungewöhnlich tiefe Meeresboden beschränkt sich nicht nur auf den Graben, sondern erstreckt sich auch weiter südlich in Richtung Puerto Rico, wo eine dicke Kalksteinplattform (Karbonat), die ursprünglich in flachen Schichten nahe dem Meeresspiegel abgelagert wurde, nun in einem gleichmäßigen Winkel nach Norden geneigt ist. Ihr nördlicher Rand befindet sich in einer Tiefe von 4.200 Metern (2,6 Meilen), und ihr südlicher Rand befindet sich auf dem Festland von Puerto Rico in einer Höhe von einigen hundert Metern.

Südlich von Puerto Rico und den Jungferninseln spiegeln der Muertos-Trog und tiefe Sedimentbecken wie das Whiting-Becken und das Becken der Jungferninseln vergangene und laufende tektonische Aktivitäten wider. Diese lange geologische Geschichte der Aktivität an den Plattengrenzen hat ein komplexes unterseeisches Terrain geschaffen, das noch weitgehend unerforscht ist.

Die Region weist eine hohe Seismizität und eine Reihe von Erdbeben hoher Stärke auf (Abbildung 1), darunter ein Erdbeben der Stärke 7,5 im Nordwesten von Puerto Rico im Jahr 1943 und Erdbeben der Stärke 8,1 und 6,9 nördlich von Hispaniola in den Jahren 1946 und 1953. In der Vergangenheit wurde das Gebiet auch von anderen großen Erdbeben heimgesucht, z. B. 1787 (Stärke ~8,1), möglicherweise im Puerto-Rico-Graben, und 1867 (Stärke ~7,5) im Anegada-Trog südlich der Jungferninseln.

Die Gefahr von Tsunamis ist in dieser Region ebenfalls offensichtlich. Unmittelbar nach dem Erdbeben von 1946 traf ein Tsunami den Nordosten von Hispaniola und bewegte sich mehrere Kilometer landeinwärts. Einigen Berichten zufolge ertranken dabei fast 1.800 Menschen. Ein Erdbeben der Stärke 7,5 im Jahr 1918 löste einen Tsunami aus, der im Nordwesten Puerto Ricos mindestens 40 Menschen tötete.

In der Karibik gibt es im Grunde alle bekannten Ursachen für Tsunamis: Erdbeben, unterseeische Erdrutsche, unterseeische Vulkanausbrüche, subaerische pyroklastische Ströme, die ins Meer fließen, und große Tsunamis, die als Teletsunamis bezeichnet werden. Aufgrund der hohen Bevölkerungsdichte und der ausgedehnten Bebauung in Küstennähe besteht in Puerto Rico ein erhebliches Risiko für Erdbeben und Tsunamis.