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Was ist ein Erdbeben und wie entsteht es?
Bei einem Erdbeben wird die Erdoberfläche für kurze Zeit erschüttert.
Erdbeben entstehen durch dynamische Prozesse der Erde. Dadurch entsteht die Plattentek-tonik, sprich die Bewegung der Litosphärenplatten. Diese nehmen die Erdkruste und die obere Schicht des Erdmantels ein. An den Plattengrenzen können drei verschiedene Bewegungs-vorgänge ablaufen. Zum einen können sich die Platten aneinander vorbei schieben, Trans-formverwerfung genannt, dann können sie sich aufeinander zu bewegen, Kollisionszone genannt, oder sie bewegen sich voneinander weg, Spreizungszone genannt. Wenn sich bei diesen Bewegungen die Platte verkanten, kommt es zu riesigen Spannungen innerhalb des Gesteins. Sobald die Scherspannung (die Spannung, die das Gestein maximal aushalten kann) überschritten wird, entlädt sich die Spannung durch eine ruckartige Bewegung der Erdkruste. Die dabei freigesetzte Energie kann hundertmal so groß sein wie die einer Wasserstoffbombe. Die Spannung baut sich jedoch nicht nur an den Plattengrenzen auf. Wenn das Gestein im Inneren einer Platte eine schwache Zone hat, kann selten auch dort ein Entlastungsbruch auftreten.
Da die Spannungsverhältnisse im Gestein durch Druckveränderungen beeinflusst werden können, können Erdbeben auch durch den Aufstieg von Magma oder durch Förderung von Erdgas o. Ä. entstehen. Zudem entstehen Erdbeben auch durch Einstürzen von Hohlräumen unter der Erde, die durch z. B. Bergbau entstanden sind.
Die letzten beiden Möglichkeiten, wie ein Erdbeben entstehen könnte setzen jedoch nicht so viel Energie frei, wie die mit tektonischen Ursachen.
Erdbeben treten meist nur in der oberen Schicht der Erdkruste auf, da dort das Gestein spröde und bruchfähig ist, während es weiter im Inneren der Erde an Temperatur zunimmt und schließlich deformierbar ist. Daher entstehen die Erdbeben meist in einer Tiefe von 700 km.
Bei einer Kollision von zwei Platten schiebt sich die Platte mit der geringeren Dichte unter die Platte mit der größeren Dichte. Da das Gestein sich nicht so schnell erwärmt, wie es in den Erdmantel eintaucht, kann es auch noch bis in oben genannte Tiefen spröde sein. Durch Fest-legen der Hypozentren kann man die Tiefe bestimmen, in der das Gestein zu schmelzen beginnt.
Seismographen
Der Seismograph/-f oder Seismometer ist ein Gerät, mit dem Erdbeben lokalisiert und ihre Stärke gemessen werden kann. Zudem kann die räumliche und zeitliche Verteilung des Erdbebens ermittelt werden.
Die Mercalli- und die Richterskala
Beide Skalen beschreiben die Stärke von Erdbeben und deren Auswirkungen. Die Mercalli-skala wurde von dem italienischen Vulkanologen Guiseppe Mercalli (1850-1914), die Richterskala von Charles Francis Richter und Beno Gutenberg entwickelt. Während die Mercalliskala begrenzt ist, ist die Richterskala nach oben hin offen, jedoch ist es aus physikalischen Gründen nahezu unmöglich, dass ein Erdbeben der Stärke 9,5 oder höher (nach der Richterskala) auftritt.
Stärke nach Richter
Stärke nach Mercalli
Wirkung
0 bis 1,9
I
nur durch Instrumente registrierbar
2 bis 2,9
II
nur von sehr wenigen, ruhenden Menschen spürbar; freihängende Pendel schwingen leicht
3 bis 3,9
III
nur von wenigen Menschen wahrgenommene Schwingungen; Erschütterung vergleichbar einem vorbeifahrenden Lastwagen; leises Flirren aneinander-stehender Gläser
4 bis 4,9
IV zu V
wird von den meisten Menschen bemerkt; freies Pendel schwingt deutlich; Gläser und Teller klappern, Fensterläden schwingen; abgestellte Autos schaukeln leicht; geringste Schäden.
5 bis 5,9
VI
von allen Menschen mit Schrecken wahrgenommen; viele Menschen verlassen ihre Häuser; Schornsteine können einstürzen; Möbel bewegen sich; einzelne Risse im Putz; es besteht die Gefahr von Verletzungen
6 bis 6,9
VII bis IX
wird von allen betroffenen Menschen mit großem Schrecken erlebt; teilweise Panik möglich; einzelne Schocks treten auf; Menschen verlassen rasch ihre Häuser; Gebäude können erhebliche Beschädigungen erleiden; es kann zu Einstürzen kommen; Bäume schwanken wie bei starkem Wind; es gibt oft Verletzte; es besteht Gefahr für Leib und Leben; an Küsten Flutwellen möglich.
7 bis 7,9
X bis XI
weitverbreitete Panik; Menschen versuchen in Panik ins Freie zu kommen; akute Lebensgefahr in Gebäuden; nur wenige Gebäude bleiben stehen; Spalten im Boden reißen auf; es gibt Tote und Verletzte; Wasser- und Gasleitungen brechen in großen Mengen; teilweise katastrophale Auswirkungen; an Küsten vernichtende Flutwellen möglich.
8 bis 8,9
XII
Verwüstung; alle Gebäude unbewohnbar; akute Lebensgefahr innerhalb und außerhalb von Gebäuden; flächendeckende Zerstörungen; an Küsten katastrophale, bis zu 40 Meter hohe Flutwellen möglich.
9,0 und darüber
-
Große Katastrophe; Zerstörungen wie zuvor und zusätzlich: lokale Erdschollen verschieben sich; Stellenweise \"völlige Vernichtung des Lebens\". Eventuell große Verschiebungen der Kontinentalplatten. \"Verschwinden, Erscheinen oder Verschieben\" von Landesteilen / Inseln. Eventuell Verschiebung in der Erdnutation. Eventuell Geschwindigkeitsveränderung der Erdrotation. Eventuell Bildung neuer Subduktionszonen.
Vorhersage von Erdbeben
Die genaue Vorhersage von Erdbeben ist zu dem heutigen Wissenschaftsstand noch nicht möglich. Zwar sind die Faktoren weitestgehend verstanden, jedoch ist das Zusammenspiel so komplex, dass die genaue Ermittlung der Herdprozesse nicht möglich ist. So kann für eine Region nur mit Wahrscheinlichkeit ein Erdbeben vorhergesagt werden. Es können allerdings vorher Effekte vernommen werden, die als Vorläuferphänomene bezeichnet werden. Dazu gehören die Neigung des Erdbodens und die elektromagnetischen Eigenschaften des Gesteins. Außerdem kann das Abnehmen kleinerer Erschütterungen in einer Region auf das Bevorstehen eines großen Erdbebens hinweisen.
Man kann sich aber nicht sicher auf die Vorläuferphänomene verlassen, da sie unterschiedlich lange vor einem Erdbeben auftreten können und manche Vorläuferphänomene ausbleiben können. Zudem wäre der Aufwand für eine solche (auch nicht 100%ig sichere) Vorhersage zu groß.
Kurz vor großen Erdbeben und Tsunamis fiel auf, dass sich das Verhalten der Tiere ver-änderte. Beim Tangshan-Beben vom 27. Juli 1976 wiesen die Tiere vorher keine Verhaltens-änderungen auf.
Verhaltensregeln für Erdbeben
Vor einem Erdbeben
weiß ich, wo Haupthähne und -schalter für Gas, Wasser und Strom sind und kann ich sie bedienen?
haben alle Einrichtungsgegenstände einen festen Stand?
Warmwasserspeicher gut befestigen
keine schweren Bilder über Betten aufhängen
netzunabhängiges Radio und Taschenlampe mit guten Batterien bereithalten
die wichtigsten Dokumente sowie genügend Geld griffbereit verwahren
wichtige Medikamente bereithalten und Erste-Hilfe-Utensilien anschaffen
Während eines Erdbebens
Im Freien:
Ruhe bewahren!
offene Flächen aufsuchen
Abstand zu Gebäuden, Bäumen, Strommasten und Brücken halten
Aufzüge nicht benutzen
In einem Gebäude:
Schutz suchen, z.B. unter einem Türrahmen oder soliden Tisch
Vorsicht: Einrichtungsgegenstände können umfallen und Deckenverkleidung sich lösen
weggehen von Fenstern
im Auto: langsam anhalten und sitzen bleiben
Nach einem Erdbeben
Ruhe bewahren!
auf Nachbeben gefasst sein
Gebäude und Umgebung nach möglichen Brandherden absuchen
Vorsicht beim Verlassen des Gebäudes; es könnten noch Ziegel, Dachbalken usw. nachrutschen
keine privaten Autofahrten
Gas-, Wasser- und Stromleitungen auf Schäden prüfen
Radio hören und Anweisungen befolgen
Verletzte versorgen
Haupthähne von Gas und Wasser schließen und Hauptschalter von Strom ausschalten
Haus umgehend verlassen
Erdbebensichere Häuser
Unter erdbebensicheren Häusern versteht man eine Architektur, die eine Flucht bzw. eine Rettung von Menschenleben ermöglicht, nicht wie häufig angenommen ein Gebäude, das bei einem Erdbeben nicht beschädigt werden kann. Jedes Gebäude hat eine gewisse Schwing-frequenz. Ähnelt diese Frequenz der des Bebens, schaukelt sich das Gebäude auf und die Einsturzgefahr erhöht sich. So muss man bei der Planung darauf achten, dass zwei Gebäude mit unterschiedlichen Schwingfrequenzen nicht miteinander verbunden werden. Wenn zwei Hochhäuser zu nah aneinander gebaut werden, können durch starke Schwingungen die Häuser aneinander prallen.
Durch computergesteuerte Gewichte unterm Dach können die Schwingungen eines Hauses ausgeglichen werden.
Außerdem kann man durch Abkopplung des Hauses vom Untergrund mit Hilfe von Gummi-lagern die Schwingungen abdämpfen.
Die stärksten gemessenen Erdbeben
Wo? Wann? Stärke?
1. Chile 22. Mai 1960 9.5
2. Prince William Sund 28. März 1964 9.2
3. Andreanofs Islands 9. März 1957 9.1
4. vor Sumatra 26. Dezember 2004 9.0 (nach neueren
Auswertungen möglicherweise sogar eine Stärke von 9.3-9.4)
5. Kamtschatka 4. November 1952 9.0
6. Ecuador 31. Januar 1906 8.8
7. vor Nord-Sumatra 28. März 2005 8.7
8. Rat Islands 4. Februar 1965 8.7
9. Assam 15.August 1950 8.6
10. Ningxia-Gansu 16. Dezember 1920 8.6
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