Erdbeben

Ein Erdbeben an der Oberfläche der Erde wird durch plötzliche Freisetzung von Energie in Form von Schwingungen und Erschütterungen verursacht. In erster Linie kommen tektonische oder Dislokationsbeben vor, die auf Verschiebungen in der Erdkruste zurückzuführen sind. Aber auch aufdringende Lava in einem Vulkan kann Beben auslösen (vulkanische oder Ausbruchsbeben), durch Einsturz unterirdischer Hohlräume kommt es zu Einsturzbeben. Nach Schätzungen finden rund eine Million Erdbeben pro Jahr statt, doch sind die meisten so unbedeutend, dass sie kaum wahrgenommen werden. Seismische Wellen
Verschieben sich zwei Schollen längs einer Verwerfungsfläche gegeneinander, so ist dies mit Reibung verbunden. Die Reibung wird in Bewegungsenergie umgesetzt, die sich als elastische Spannung in den Gesteinen speichert. Wenn diese Spannung einen kritischen Punkt erreicht, wird die Reibung überwunden, und das Gestein entspannt sich ruckartig – die aufgespeicherte Energie wird in Form von seismischen Wellen (Erdbebenwellen) frei. Auch wenn großräumige Falten in Gesteinsserien der Beanspruchung nicht mehr standhalten, können Erdbeben die Folge sein. Unter Epizentrum versteht man denjenigen Ort an der Erdoberfläche, der sich unmittelbar über der Störungsstelle befindet. Das Hypozentrum (Erdbebenherd) ist die Stelle, an der die Energie frei wird: der Entstehungsort des Bebens. Seismische Wellen breiten sich vom Erdbebenherd nach allen Richtungen aus. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von seismischen Wellen: Kompressions- und Scherwellen. Kompressionswellen (auch Longitudinalwellen) verursachen in den Gesteinen eine Bewegung in Richtung der Wellenausbreitung. Bei Scherungswellen (auch Transversalwellen) erfolgen Schwingungen senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung. Keine der beiden Wellenarten bewegt die Gesteinspartikel im eigentlichen Sinn. Da Kompressionswellen sich 1,7mal schneller fortbewegen als Scherungswellen, werden sie als erste in den Erdbebenstationen registriert. Deshalb werden sie von den Seismologen als P-Wellen (Primary) bezeichnet, die Scherungswellen als S-Wellen (Secondary). Daneben wird noch ein weiterer Wellentyp unterschieden, die L-Welle (Long). Gerade die L-Wellen verursachen an der Erdoberfläche die ärgsten Zerstörungen. Die Richterskala ist ein Maß für die Stärke von Erdbeben. Sie ist so eingeteilt, dass jede Einheit den 30fachen Wert der vorhergehenden aufweist. Stärke 2 wird kaum verspürt, ab Stärke 7 kommt es zu beträchtlichen Schäden in einem großen Bereich. Seebeben wellen (Tsunamis)
Erdbeben sind wegen der Zerstörungen, die sie bewirken, gut untersucht. Der Schaden kann dabei aufgrund der Bodenvibrationen entstehen oder durch riesige Seewellen, japanisch: Tsunamis. Auf dem Meer sind die Wellenlängen – die Entfernung von einem Wellenkamm zum anderen – der Tsunamis bis zu 200 km. Sie bewegen sich mit Geschwindigkeiten bis zu 800 km pro Stunde fort. Wenn sie Flachwassergebiete erreichen, berühren sie den Grund, stauen sich auf und können dann das Festland weithin überschwemmen. Im Jahr 1755 wurde Lissabon innerhalb von sechs Minuten durch ein starkes Erdbeben fast völlig zerstört. Das Meer zog sich zunächst aus dem Hafen zurück, um dann in einer bis 17 m hohen Welle die Stadt zu überfluten. Kleinere Nachbeben verursachten zahlreiche Erdrutsche, Feuer brach aus, über 30 000 Menschen verloren das Leben. Die Erschütterungen dieses Bebens waren in weiten Teilen Westeuropas zu verspüren. Obwohl die zerstörerische Kraft der Erdbeben ungeheuer groß ist, gelingt es heute mitunter, Vorkehrungen zu treffen, um das Risiko zu vermindern. Hochhäuser können so konstruiert werden, dass sie während eines Bebens nur ins Schwingen geraten und nicht einstürzen. Straßen lassen sich so breit anlegen, dass zusammenfallende Häuser die flüchtenden Menschen nicht gefährden, denn hohe Verluste an Menschenleben waren bislang vor allem in Städten mit engen Straßen zu beklagen. Überwachung und Vorhersage
Neue Forschungen haben ergeben, dass es möglich sein könnte, Erdbeben zu kontrollieren. Mitte der sechziger Jahre verursachte das Einpumpen von Abwässern in einen Schacht in Denver (Colorado) eine Serie kleiner, jedoch keine Zerstörung anrichtender Erdbeben. So kam die Idee auf, in gefährdeten Regionen Bohrlöcher entlang von Verwerfungen anzulegen, sie mit Wasser zu füllen und mittels kleiner, künstlicher Beben die vorhandenen Spannungen abzubauen. Die elastische Deformation des felsigen Untergrunds an Verwerfungen kurz vor Beginn eines Erdbebens kann mit einem Theodoliten oder Laserstrahl gemessen werden. Auch die den Beben wahrscheinlich vorausgehenden Knister- und Knackgeräusche in den Tiefen der Erdkruste sucht man mit feinen Horchgeräten (Geofonen) aufzuspüren. Die ständige Beobachtung großer Gebiete hat begonnen. Satellitenaufnahmen der Hauptverwerfungen werden laufend in den geophysikalischen Zentren ausgewertet. Es ist möglich, selbst kleine Bewegungen der Erdoberfläche zu registrieren und sich aufbauende Spannungen zeitig zu erkennen. Eine weitere Methode zur Vorhersage von Erdbeben wird noch diskutiert. Sie beruht auf der Messung des Wassergehalts der Gesteine, der bei einer Änderung der Druckverhältnisse sich ebenfalls ändert. Angesichts der Möglichkeit, Spannungen in der Kruste mit Hilfe des Grundwassers abzubauen, erscheint es sehr wichtig, die Kenntnisse hierüber zu vertiefen.

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Info 21.02.2018 18:20
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