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Erdbeben

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Ein Erdbeben ist eine Erschütterung der Erdoberfläche. Unterseeische Erdbeben werden fälschlicherweise auch als Seebeben bezeichnet.

Die Wissenschaft, die sich mit Erdbeben befasst, heißt Seismologie. Erdbeben zählen zu den Naturkatastrophen.

Datei:San fran earthquake.jpg
Panoramafoto von San Francisco nach dem Erdbeben 1906


Wie entstehen Erdbeben?

Erdbeben entstehen meist durch Reibung der Kontinentalplatten an Stellen, wo Platten sich aufeinander zu oder aneinander vorbei bewegen (tektonische Beben). Solche Tektonische Beben machen etwa 90% aller Erdbeben aus. Weniger häufig (etwa 7%) sind Erdbeben, die durch Bewegung von Magma oder Explosionen in Gaskammern in der Umgebung von Vulkanen ausgelöst werden. Erdbeben können auch durch einstürzende unterirdische Hohlräume beispielsweise im Bergbau entstehen (Gebirgsschlag).

Vor tektonischen Beben entstehen gewaltige Spannungen in der Erdkruste, wenn sich die Platten bei ihrer Bewegung ineinander verhaken. Ist die Scherfestigkeit der Gesteine überschritten, entladen sich dann plötzlich diese Spannungen durch ruckartige Bewegungen der Erdkruste. Die dabei freigesetzte Energie kann die einer Wasserstoffbombe um das hundertfache übertreffen. Die Kruste kann sich horizontal und vertikal bewegen, wobei vor allem die horizontale Bewegung für Schäden an Gebäuden verantwortlich ist. Bei der Katastrophe von San Francisco im Jahr 1906 machte der Boden binnen Sekunden einen horizontalen Sprung von über vier Metern.

An manchen Stellen entstehen durch Erdbeben Risse in der Erdoberfläche, so genannte Erdbebenspalten.

Erdbeben erzeugen Erdbebenwellen, die sich über die ganze Erde ausbreiten und von Seismographen überall auf der Erde aufgezeichnet werden können. Durch Auswertung der Stärke und Laufzeiten der Wellen kann nicht nur die genaue Position des Erdbebenherds bestimmt werden, sondern es werden auch Erkenntnisse über das Erdinnere gewonnen.

Durch unterseeische Erdbeben (Seebeben), bei der Eruption ozeanischer Vulkane oder durch unterseeische Erdrutsche können so genannte Tsunamis ausgelöst werden.

Durch die plötzliche Verlagerung großer Teile des Ozeanbodens entstehen Wellen, die sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 800 Kilometer pro Stunde fortbewegen. Auf dem offenen Meer sind Tsunamis kaum wahrnehmbar, gelangt die Welle jedoch in flacheres Wasser, kann sich der Wellenberg auf bis zu 100 Meter Höhe erheben. Am häufigsten entstehen Tsunamis im Pazifik. Deshalb besitzen die an den Pazifik angrenzenden Staaten ein Tsunami-Frühwarnsystem.

Historisches

Schon in der Antike fragten sich Menschen, wie Erdbeben und Vulkanausbrüche entstehen.

Man schrieb diese Ereignisse häufig Göttern zu (in der griechischen Mythologie dem Poseidon). Manche Wissenschaftler im alten Griechenland glaubten, die Kontinente schwämmen auf Wasser und schaukelten wie ein Schiff hin und her. In Japan gab es den Mythos von einem Drachen, der den Erdboden erzittern ließ und auch noch Feuer spie, wenn er wütend war. Im europäischen Mittelalter schrieb man Naturkatastrophen dem Wirken Gottes zu. Mit der Entdeckung und Erforschung des Magnetismus entstand die Theorie, man könne Erdbeben wie Blitze ableiten. Man empfahl daher Erdbebenableiter nach Art der ersten Blitzableiter.

Erst Anfang des 20. Jahrhunderts kam die heute allgemein anerkannte Theorie von der Plattentektonik und der Kontinentaldrift durch Alfred Wegener auf, dessen Erklärungsmuster zunächst jahrzehntelang nicht anerkannt wurden.

Bestimmung der Erdbebenstärke

Standortabhängige Erdbebenstärke (Intensitäten)

Die erste international benutzte Skala zur Erfassung und Einschätzung von Erdbeben war die Mercalliskala. Sie beruht vor allem auf der subjektiven Einschätzung der Erdbebenstärke und auf Beobachtungen. Diese Beobachtungen schließen die Auswirkungen von Erdbeben auf Natur und Bauwerke ein. (Makroseismik). Da es damals noch keine Geräte zur Messung der Erdbebenstärke gab, war die Einteilung in verschiedene Schweregrade entsprechend subjektiv und ungenau. Später wurden die ersten Intensitätsskalen zur MSK-Skala und zur EMS-98 Skala weiterentwickelt.

Standortunabhängige Erdbebenstärke (Magnituden)

Durch die Entwicklung von Seismographen konnten Erdbeben auch gemessen werden. Die durch Richter eingeführte Richterskala (Lokalbeben Magnituden). Aufgrund der Ausbreitungseigenschaften von Erdbebenwellen gibt es heute eine ganze Reihe von Magnitudenskalen (Momentenmagnitude, Oberflächenwellenmagnitude) die auch ab und zu zu Verwechslungen führen können. Wegen der unterschiedlichen Methoden, mit denen diese verschiedenen Magnituden berechnet werden, sind teilweise erhebliche Diskrepanzen insbesondere bei automatisierter Berechnung unvermeidlich.

Erdbebenstärke über physikalische Größen

Bei größeren Erdbeben wird teilweise auch die freigesetzte Energie oder der Versatz an der Erdoberfläche angegeben.

Vorhersage

Datei:Chuetsuearthquake in Ojiya.jpg
Zerrissene Bahn: Chuetsuerdbeben, Ojiya, Niigata, Japan, 2004

Die Vorhersage von Erdbeben galt bislang als nicht möglich. Allerdings können Tiere vor Erdbeben ungewöhnliches Verhalten zeigen. So konnte im Februar 1975 in der Volksrepublik China ein drohendes Erdbeben durch die Sensibilisierung der Bevölkerung in Bezug auf ungewöhnliches Verhalten der Tiere vorhergesagt werden.

Erste positive Ergebnisse auf dem Gebiet der Erdbebenvorhersage scheint (Stand Herbst 2003) der japanische Wissenschaftler Yoshio Kushida, eigentlich ein Astronom, erzielt zu haben. Risse in der Erdkruste und Magmabewegungen würden, so Kushida, zu elektromagnetischen Störungen in der Erdatmosphäre führen. Mit Hilfe der Ausmessung der dadurch entstehenden Radiowellen scheint es ihm möglicherweise gelungen zu sein, ein Erdbeben in Japan vorherzusagen.

Seine Voraussage beschrieb ein Erdbeben in Tokio für den Zeitraum 14. bis 19. September 2003 der Stärke 7. Am 20. September 2003 wurde Tokio tatsächlich von einem Erdbeben der Stärke 5,5 erschüttert; ein weiteres, stärkeres Beben (Stärke 8), mit zwei etwas schwächeren Nachbeben (Stärken 5,8 und 7) ereignete sich am 26. September, das Epizentrum lag ungefähr 80 Kilometer südöstlich vor der Küste der Hauptinsel Hokkaidō.

Kushidas Thesen haben nicht nur in der japanischen Seismologenschaft breite Resonanz (Kritik und Zustimmung) gefunden, sondern seine erste große Erdbebenvorhersage im Sommer 2003, die von einer populären Zeitschrift veröffentlicht wurde, führte in Tokio und Yokohama teilweise zu Massenkäufen von Sicherungsgegenständen.

Ein neuer Satellit, DEMETER (CNES, Frankreich), wurde im Juni 2004 ins All geschossen, um die vermutete Korrelation zwischen geophysischen Ereignissen und Veränderungen des elektromagnetischen Feldes der Erde nachzuweisen.

Andere Theorien vermuten einen Einfluss des Mondes auf die Erdbebenwahrscheinlichkeit.

Eine neue Theorie besagt, dass sich vor Erdbeben die Temperatur der Erdkruste und der Luft um einige Grad erhöht, so dass sich deshalb manche Tiere seltsam verhalten.

Bekannte Erd- und Seebeben

Umfassende Aufstellung in der Liste von Erd- und Seebeben.

Stärkste gemessene Erd- und Seebeben

Nach Angaben des USGS; Stärke jeweils nach der Richterskala.

  1. Großes Chile-Erdbeben – Chile, 22. Mai 1960: 9,5
  2. Seebeben im Indischen Ozean – vor Sumatra, 26. Dezember 2004: 9,3
  3. Prince William Sund (Alaska), 28. März 1964: 9,2
  4. Andreanof Islands (Alaska), 9. März 1957: 9,1
  5. Kamtschatka, 4. November 1952: 9,0
  6. Seebeben vor Ecuador, 31. Januar 1906: 8,8
  7. Seebeben vor Nord-Sumatra, 28. März 2005: 8,7
  8. Rat Islands (Alaska), 4. Februar 1965: 8,7
  9. Assam (Indien), 15. August 1950: 8,6
  10. Ningxia-Gansu, China, 16. Dezember 1920: 8,6
  11. Kuril Islands 13. Oktober 1963: 8,5
  12. Seebeben in der Banda-See (Indonesien), 1. Februar 1938: 8,5
  13. Kamtschatka, 3. Februar 1923: 8,5

Siehe auch

Literatur


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