KI entdeckt Hunderte Antarktis-Tiefenbeben
Forscher haben mittels Deep-Learning-Algorithmen rund 1000 Erdbeben unter der antarktischen Lithosphäre identifiziert, darunter über 500 Ereignisse der mittleren Tiefe. Die im Fachjournal Science veröffentlichte Studie nutzt ein automatisiertes Erkennungssystem, um historische Seismogramme von 49 Stationen im Norden des Victorialands aus den Jahren 2001 bis 2015 neu auszuwerten. Dabei wurden 1.068 Ereignisse katalogisiert, wobei die Signale durch maschinelles Lernen selbst bei niedrigen Magnituden unter 3,5 deutlich zuverlässiger separiert wurden als mit herkömmlichen Schwellenwertmethoden. Der Großteil der identifizierten Beben konzentriert sich auf einen Bereich unter dem David-Gletscher in Ostantarktika, unmittelbar an der Grenze zwischen der massiven ostantarktischen und der dünneren westantarktischen Lithosphäre. Von den detektierten Ereignissen entfallen 510 auf Tiefen zwischen 70 und 300 Kilometern. Eine weitere Gruppe tritt flacher in 0 bis 40 Kilometern Tiefe auf und wird nach Einschätzung des Autorentems wahrscheinlich durch Spannungsänderungen infolge von Eismassenverlagerungen getriggert. Die räumliche Verteilung und die physikalischen Bedingungen unterfragen etablierte Erklärungsmodelle für Binnenland-Tiefbeben. Da in der untersuchten Region keine aktive Subduktion stattfindet und seismische Tomographie keine Reste versenkter Lithosphärenplatten oder Mantelfluss-Dip-Tektonik zeigt, müssen klassische Hypothesen wie alte Subduktionsreste oder Lithosphären-Delamination ausgeschlossen werden. Stattdessen belegen die Daten einen flexuralen Verformungsmechanismus: Die kombinierte Last des antarktischen Eisschildes und der physikalische Gegensatz zwischen der kalten, starren ostantarktischen und der wärmeren, verformbareren westantarktischen Platte konzentrieren tektonische Spannungen an der Grenzzone. Diese Verbiegung der Lithosphäre löst im oberen Mantel spröde Bruchvorgänge aus, die seismisch messbar werden. Die Anwendung von künstlicher Intelligenz auf archivierte Seismikdaten stellt ein skalierbares Werkzeug für die tiefe Geophysik dar. Da analoge Tiefbeben in stabilen Kontinentalregionen weltweit erwartet werden, aber aufgrund spärlicher Stationsnetze und veralteter Auswertungsmethoden lange übersehen wurden, erlaubt das vorgestellte Framework eine systematischere Suche. Die Ergebnisse verknüpfen Kryosphären-Dynamik mit lithosphärischer Verformung und liefern wichtige Randbedingungen für isostatische Modelle. Gleichzeitig demonstrieren sie, wie datengetriebene Detektionssysteme bisher unzugängliche geodynamische Prozesse in abgelegenen Regionen der Erde sichtbar machen können.
