Erdbeben - Ein Beitrag zu Charakterisierung, Ursachen und Forschung

Inhaltsverzeichnis

1. Erdbebenereignis von San Francisco

2. Definition von Erdbeben und Charakterisierung von Beben
2.1 Definition von Erdbeben
2.2 Unterschiedliche Arten von Beben
2.3 Geographische Lage der Beben
2.4 Entfernung des Beobachtungsortes vom Epizentrum
2.5 Abstand zwischen Hypozentrum und Epizentrum
2.6 Stärke des Bebens

3. Tektonische Beben
3.1 Ursache tektonischer Beben
3.2 Messung von Beben
3.3 Verschiedene Bebenwellen

4. Erdbebenforschung (angewandte Seismik)
4.1 Nutzen der Erdbebenforschung
4.2 Anzeichen von Erdbeben
4.3 Maßnahmen gegen Erdbeben

5. Literaturangaben

1. Erdbebenereignis von San Francisco 1906

„Am frühen Morgen des 18. April 1906 spürten einige Bewohner von San Francisco ein schwaches Erzittern des Bodens, das von einem dumpfen unterirdischen Rollen begleitet war. Nach einer Minute steigerten sich die Erschütterungen und schreckten die Bevölkerung der kalifornischen Küstengebiete aus dem Schlafe auf. Nun folgte eine Reihe anfangs äußerst heftiger, dann allmählich nachlassender Stöße. Das ganze Beben umfaßte einen Zeitraum von 3 ½ min, aber es genügte, um San Francisco und eine Anzahl benachbarter kleinerer Städte teilweise in Schutt zu legen. Gefühlt wurden die Erschütterungen mit abnehmender Stärke noch auf einer sehr viel größeren Fläche. Auch die Schiffe in der Nähe des Landes erhielten Stöße, als ob sie über ein Felsenriff hinwegglitten. Schwankungen des Meeresspiegels und Flutwellen (seismische Wogen, Tsunamis), die bei anderen Küstenbeben, z. B. Messina 1908, von verheerender Wirkung waren, fehlten dagegen. Dem Hauptbeben folgte mit erlahmender Stärke ein Schwärm von Nachstößen bis ins nächste Jahr.

Die Stärke der Zerstörung war von der Beschaffenheit des Untergrundes abhängig. Auf anstehendem Fels und dünner Verwitterungsdecke blieben die Schäden gering. Am stärksten wurden die Schwemmlandgebiete betroffen, wo sich der Boden infolge der Rüttelbewegungen unter Austritt von Grundwasser setzte. Erdrutsche entstan-den, streckenweise war die Talaue in ein Haufwerk von Schollen zerlegt.

Beim Beben wurde längs einer 900 km langen, etwa der Küste parallelen Fuge, der sog. San-Andreas-Linie, der Küstenstreifen Kaliforniens relativ zum Festlandsinnern um 1-6m gegen NW versetzt. Von dieser Linie waren die Erderschütterungen ausgestrahlt, das ging aus der Bindung der Gebiete stärkster Zerstörung an ihren Verlauf hervor. Genauere Untersuchungen zeigten, daß die San-Andreas-Linie samt ihren Begleitern eine alte Bewegungsbahn darstellt. Auf insgesamt 3400 km Länge durchzieht sie den Felsgrund des westlichen Nordamerika als eine steilstehende, km-breite Zone zerrütteten Gesteins. Seit langem sind an ihr Seitenverschiebungen im Gange, die stets im gleichen Sinne gerichtet waren. Für das letzte Jahrhundert ist außer mehreren, mit Erdbeben verknüpften Rucken eine stetige Verbiegung um etwa 5cm/Jahr festgestellt. Pleistozäne Täler sind je nach Alter bereits um 1-20 km versetzt. Für die Zeit seit dem Jungtertiär mag der Verschiebungsbetrag 250 km erreichen.“ (Brinkmann, Abriß der Geologie, S. 108-110)

2. Definition von Erdbeben und Charakterisierung von Beben

2.1 Definition von Erdbeben

Eine allgemeine Definition von Erdbeben lautet wie folgt: „Erdbeben sind durch plötz-liche Massenversetzungen ausgelöste Erschütterungen in der Erdkruste. Frei werdende Energien erzeugen allseitig sich vom Erdbebenherd ausbreitende Longitudinal- und Transversalwellen.“ (Wilhelmy, Geomorphologie in Stichworten, Bd. I, S. 93). Erschütterungen des Erdbodens sind häufig von unterirdischen Geräuschen begleitet sowie mit der Bildung von Erdspalten, mit Schlamm-, Wasser- und Gasausbrüchen und außerdem mit Senkungen, Rutschungen und Bergstürzen verbunden.

2.2 Unterschiedliche Arten von Beben

Je nach Entstehung bzw. der Auslösungsursache unterscheidet man Vulkanische Beben, Einsturzbeben und Tektonische Beben.

Vulkanische Beben (7 % aller Beben) sind durch Explosionen des Magmas ausgelöst und an vulkanische Erscheinungen gebunden. Sie sind meist Vorboten und Begleit-erscheinungen von vulkanischen Eruptionen.

Einsturzbeben (3 % aller Beben) werden durch den Einsturz unterirdischer Hohlräume verursacht (z. B. im Karst bricht ein unterirdischer Hohlraum zusammen, weil dessen Decke zu dünn geworden ist, um sich selbst tragen zu können). Die Erschütterung und Reichweite dieser Beben sind relativ gering.

Die überwiegende Anzahl der Beben sind Tektonische Beben. Tektonische Beben werden nach der oben angeführten Definition von Erdbeben durch ruckartige horizontale und vertikale Krustenbewegungen in der Erdkruste hervorgerufen.

2.3 Geographische Lage der Beben

Je nach geographischer Lage des Bebenherdes unterscheidet man Landbeben und Seebeben.

2.4 Entfernung des Beobachtungsortes vom Epizentrum

Aufgrund der Entfernung des Beobachtungsortes vom Epizentrum unterscheidet man Ortsbeben, Nahbeben (bis 600 km) und Fernbeben (bis 10.000 km). Der Erdbebenherd wird Hypozentrum genannt und die auf den gleichen Erdradius liegende Stelle an der Oberfläche Epizentrum.

2.5 Abstand zwischen Hypozentrum und Epizentrum

Nach dem Abstand zwischen Hypozentrum und Epizentrum unterscheidet man die Herdtiefe. Dementsprechend unterteilt man in Flachbeben (5-60 km), Mittelbeben (60-300 km) und Tiefbeben (300-700 km).

Tiefbeben kommen nur im zirkumpazifischen Raum und im mittelmeer-transasiatischen Raum vor. Die zirkumpazifische Erdbebenzone erstreckt sich von Neuseeland über die Tingainseln über die Philippinen nach Japan, über die Alëuten nach Alaska, über Britisch-Kolumbien nach Kalifornien bis Mittelamerika, über die gesamten Anden bis zu den südlichen Antillen. Die mediteran-transasiatische Erdbebenzone reicht vom Mittelmeer über den Balkan nach Kleinasien bis zum Himalaya und findet dort Anschluss an die zirkumpazifische Erdbebenzone.

2.6 Stärke des Bebens

Nach der Stärke des Bebens unterscheidet man Kleinbeben, Mittelbeben, Großbeben und Weltbeben. Zur Messung der Stärke sind hauptsächlich zwei Skalen gebräuch-lich: die Mercalli-Skala und die Richter-Skala.

Die Mercalli-Skala beruht auf einer Schätzung der Bebenstärke. Die Intensitätsein-schätzung geht dabei von I bis XII.

Die Richterskala beginnt bei 0,1 und ist nach oben hin offen. Der Wert 9 wurde allerdings noch nie überschritten. Die Bebenstärke wird durch die Werte der Magnitude (Erdbebengröße) dargestellt. Es wird versucht die freigesetzte Energie im Erdbebenherd in einer logarhytmischen Skala darzustellen. In die Berechnung gehen im Wesentlichen folgende Faktoren ein: die Ausschlagsweite des Seismographen, die Entfernung der Station zum Erdbebenherd, die Herdtiefe sowie die empirisch ermittelte Konstante für den Untergrundeinfluss.

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