Den 22 maj 1766, en jordbävning på cirka 7,5 enheter på magnituden och en efterföljande vattenvåg utlöste en katastrof i Istanbul, lämnar efter sig rasade hus, förstörde hamnanläggningar och tusentals offer. Ursprunget till skalvet var lokaliserat längs den nordanatoliska förkastningen i Marmarasjön. Det var den sista stora jordbävningen som drabbade metropolen på Bosporen.

Forskare vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel (Tyskland), tillsammans med kollegor från Frankrike och Turkiet, har nu med direkta havsbottenmätningar visat att betydande tektoniska spänningar har byggts upp igen på den nordanatoliska förkastningen nedanför Marmarasjön. "Det skulle vara tillräckligt för att utlösa ytterligare en jordbävning med magnituder mellan 7,1 och 7,4, " säger geofysikern Dr. Dietrich Lange från GEOMAR. Han är huvudförfattaren till studien som publiceras idag i den internationella tidskriften Naturkommunikation .

Den nordanatoliska förkastningszonen markerar gränsen mellan de eurasiska och anatoliska plattorna. "Kraftiga jordbävningar inträffar när förkastningszonen blir låst. Sedan ackumuleras tektoniska spänningar, och den seismiska energin frigörs i en jordbävning, " förklarar Dr. Lange. Senast detta hände var 1999 vid en del av den nordanatoliska förkastningen nära Izmit, cirka 90 kilometer öster om Istanbul.

Tektonisk spänningsuppbyggnad längs förkastningszoner på land har regelbundet övervakats i flera år med hjälp av GPS eller landmätningsmetoder. Detta är inte möjligt i havsbottenförkastningszoner på grund av det låga penetrationsdjupet för GPS-satellitsignalerna under vatten. Dock, den del av den nordanatoliska förkastningen som utgör det betydande hotet mot Istanbuls storstadsregion ligger under vattnet i Marmarasjön.

Tills nu, det har bara varit möjligt att extrapolera om plåtgränserna där rör sig eller är låsta, till exempel, med hjälp av markobservationer. Dock, metoderna kunde inte skilja mellan en krypande rörelse och den fullständiga låsningen av de tektoniska plattorna. Det nya GEOMAR GeoSEA-systemet som mäter akustiska avstånd på havsbotten gör det nu för första gången möjligt för forskare att direkt mäta jordskorpans deformation med millimeterprecision. Under en period av två och ett halvt år, totalt 10 mätinstrument installerades på ett vattendjup av 800 meter på båda sidor om förkastningen. Under denna tid, de genomförde mer än 650, 000 avståndsmätningar.

"För att få mätningar exakta inom några millimeter över flera hundra meter, mycket exakta kunskaper om ljudets hastighet under vattnet krävs. Därför, tryck- och temperaturfluktuationer i vattnet måste också mätas mycket exakt över hela perioden, " förklarar Prof. Dr. Heidrun Kopp, GeoSEA projektledare och medförfattare till den aktuella studien.

"Våra mätningar visar att förkastningszonen i Marmarasjön är låst, och därför, tektonisk spänning byggs upp. Detta är det första direkta beviset på spänningsuppbyggnaden på havsbotten söder om Istanbul, " betonar Dr Lange.

"Om den ackumulerade belastningen släpps under en jordbävning, förkastningszonen skulle röra sig med mer än fyra meter. Detta motsvarar en jordbävning med en magnitud mellan 7,1 och 7,4, ", tillägger professor Kopp. En sådan händelse skulle mycket troligt få liknande långtgående konsekvenser för närliggande Istanbul som jordbävningen 1999 för Izmit med över 17, 000 dödsoffer.