Wie lassen sich in langsam deformierenden Regionen wie den Ostalpen – wo heutige Erdbeben selten sind und geologische Marker für Seismizität subtil oder gar nicht vorhanden sind – vergangene Störungsbewegungen nachweisen? Die Autorinnen und Autoren der Studie der Universität in Jena und des LIAG, darunter Prof. Dr. Sumiko Tsukamoto Forschungsabteilungsleiterin am LIAG und Professorin an der Universität Tübingen, gehen dieser Frage mit der innovativen Kombination von Datierungsmethoden an: Optisch stimulierte Lumineszenz (OSL) und Elektronenspinresonanz (ESR).

Geogefahr Erdbeben: Verbesserte Datierung durch Methodenkombination

In Regionen mit geringer tektonischer Deformationsrate wie den europäischen Alpen sind die Wiederholintervalle für starke Erdbeben an einzelnen Störungen sehr lang und können Zehntausende von Jahren betragen. Dies stellt eine Herausforderung für die Datierung vergangener Erdbeben dar, da durch Erdbeben deformierte Sedimente aufgrund der Vergletscherungen oft fehlen und die weit verbreitete Radiokarbonmethode ohnehin auf die letzten etwa 50.000 Jahre beschränkt ist. Daher datierten die Forschenden den Störungskern von drei großen Verwerfungen – der Šoštanj-Verwerfung, der Periadriatischen Linie und der Lavanttal-Störung – in den Ostalpen direkt. Die Annahme ist dabei, dass Reibungserwärmung während großer Erdbeben einen kurzen Temperaturanstieg verursacht hat, den das Forschungsteam detektieren kann. Sie verwendeten Optisch Stimulierte Lumineszenz (OSL) und Elektronenspinresonanz (ESR), um herauszufinden, an welchen Teilen des Periadriatischen Störungssystems (PAF), der Lavanttal-Störung und der Šoštanj-Störung im Quartär starke Erdbeben auftraten. 

Šoštanj-Störung am meisten in der Vergangenheit von Beben betroffen

Das Autorenteam der Studie konnte zeigen, dass der südliche Abschnitt der Lavanttal-Störung der am wenigsten aktivste Abschnitt ist, während die Šoštanj-Störung in den letzten paar hunderttausend Jahren, möglicherweise erst vor 30.000 Jahren, von starken Beben betroffen war. Durch die Kombination komplementärer Stärken der Methoden OSL und ESR lässt sich somit ein vollständigeres Bild von Zeitpunkt und Verteilung flacher Störungsbewegungen gewinnen – entscheidend für das Verständnis der Regionaltektonik und die Abschätzung des seismischen Risikos.
 

Die Studie

Prince, E., Tsukamoto, S., Grützner, C., Bülhoff, M. & Ustaszewski, K. (2025): Deciphering Pleistocene fault activity in the Eastern Alps: Dating fault gouges with electron spin resonance and optically stimulated luminescence. Tectonics, 44, e2024TC008662, https://doi.org/10.1029/2024TC008662Externer Link. OPEN ACCESS!