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Das Ostafrikanische Grabenbruchsystem

Das Grabensystem am Ostrand von Afrika ist vom Nordende des Roten Meeres bis nach Mosambik in Südost-Afrika rund 6'500 km lang. Die Riftzone im Roten Meer ist rund 2'200 km lang, 200 - 250 km breit und befindet sich teilweise in einer Wassertiefe von über 2'000 m.

Von der Küste am Roten Meer in Eritrea führt das Grabensysten vorerst durch das Danakil Tiefland. Die Danakil-Senke ist eine Depression, welche teilweise unter dem Meeresspiegel liegt. Die Bruchlinie des Systems verlaufen nach Süden durch das äthiopische Hochland zum Turkana-See (früher Rudolf-See), wo das grosse ostafrikanischen Grabenbruchsystem beginnt. Das Grabensystem führt ab hier in zwei Strängen südwärts.Der Zentralafrikanische Graben verläuft westlich und das «Rift Valley» (auch Naiwasha-Graben oder grosser Graben genannt) östlich des Victoria-Sees.

Im Zentralafrikanischen Graben liegen der Mobutu-Sase Seko-See (früher Albert-See), der Rutanzige-See (früher Eduard-See), der Kiwu-See und der Tanganjika-See. Der Tanganjika-See ist rund 600 km lang und bis zu 1'435 m tief.

In der Gegend von Nairobi hat sich im Rift Valley hat sich ein ausgeprägter Grabenbruch mit einer bis 2'000 m hohen Grabenschulter gebildet.

Das Rift Valley setzt sich weiter südlich im Malawi-See (früher Njasaa-See) und im Shiregraben bis ins Mündungsgebiet des Sambesiflusses in Mosambik fort.

Oman - Land am Rande der Kontinentalplatten
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Sultanat von Oman

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Magma-Gänge und Erdbeben

Die Bewegung tektonischer Platten gegeneinander ist im Allgemeinen mit Erdbeben, langsamer Verschiebung oder Kriechen verbunden. Bei älteren divergenten Plattengrenzen hingegen gleicht das Eindringen von Magma in die Hohlräume das Volumendefizit aus, das durch die Krustenbewegung entsteht.

In den Phasen der Grabenbildung in Riftzonen steigt Magma aus Kammern in der Erdkruste auf und bildet vertikale Magmaschürzen, auch magmatische Gänge genannt. Es wird angenommen, dass dieser Prozess periodisch zum Abbau von Dehnungsspannung führt, ähnlich wie Serien von Erdbeben und Nachbeben Scherspannung abbauen, die durch Plattentektonik aufgebaut wurden.

Seitdem moderne Messverfahren zur Verfügung stehen, wurden zwei grössere Phasen von Rifting aufgezeichnet: in Island die Krafla-Rifting von 1975 bis 1984 und in Äthiopien das Manda-Hararo-Rifting von 2005 bis 2010. Für diese beiden Ereignisse stehen Abschätzungen über die eingedrungenen Magma-Volumina zur Verfügung, die aus publizierten Inversionen von Krustendeformationsdaten stammen. Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums und der University of California Santa Cruz konnten nun zeigen, dass die statistischen Eigenschaften der Phasen der Magma-Intrusion viele Ähnlichkeiten mit den Haupt- und Nachbebensequenzen von Erdbeben haben.

Es ist bekannt, dass die Häufigkeitsverteilung von Erdbeben in Abhängigkeit von ihrer Grösse der Gutenberg-Richter-Beziehung folgt, vom lokalen bis zum globalen Massstab.

Die Abnahme der Nachbeben mit der Zeit nach einem Starkbeben folgt dem Gesetz von Omori. Auf diesen statistischen Gesetzmässigkeiten baut die Gefährdungsabschätzung für Erdbeben auf. Die physikalischen Ursachen dieser Gesetzmässigkeiten sind von grossem Interesse und werden breit diskutiert. Die Autoren der vorliegenden Studie fanden heraus, dass die Grösse der Magma-Intrusionen in die Krustengänge analog zur Gutenberg-Richter-Beziehung einem Potenzgesetz folgt und dass die langfristige Impulsfreisetzung einer Beziehung gehorcht, die dem Omori-Gesetz entspricht.

Allerdings: die Grösse macht in diesem Fall einen Unterschied aus: die Verfügbarkeit von Magma regelt die zeitliche Abfolge des Magma-Aufstiegs. Nach grossen Volumenfüllungen sind die Zeitintervalle länger, im Gegensatz zu Erdbeben, wo bei starken Ereignissen die Nachbebenfolge rascher ist.

Originalveröffentlichung:

Luigi Passarelli, Eleonora Rivalta and Ashley Shuler: "Dike intrusions during rifting episodes obey scaling relationships similar to earthquakes"; Scientific Reports, 4, Article number:3886, doi:10.1038/srep03886

Quelle: Text Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Helmholtz-Zentrum Potsdam, Januar 2014
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