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Schule > Erdkunde > Ökologie > Erdbeben,Tsunamis,Plattentektonik, Vulkane

Geographie-Erdbeben-Plattentektonik

Lernziel 1
1. Was bedeuten die beiden Begriffe "Hypozentrum(=Erdbebenherd)" und "Epizentrum"?
- Hypozentrum Bereich im Untergrund, in dem ein Erdbeben ausgelöst wird
- Epizentrum der senkrechte über dem Hypozentrum an der Erdoberfläche gelegene Bereich

2. Welche drei Erdbebenarten gibt es?
- Tektonisches Beben
- Vulkanische Beben
- Einsturzbeben

3. Wie entsteht ein tektonisches Beben?
-Bewegung an den Plattengrenzen verlaufen nicht reibungslos und fliessend
- Es werden Spannungen aufgebaut,die sich ruckartig entladen. Dabei schnappen die Gesteinsschichten in eine spannungsfreie Ruhelage zurück
- Dieser Rückprall (elastic rebound) aneinander bewegter Felsen verursacht
Schockwellen = Erdbebenwellen.

Der Erdboden vibriert bis er zur Ruhe kommt.

4.Was ist die Ursache des vulkanischen Bebens?
- Eine Gasexplosion im Magmaherd oder im Vulkanschlot.

5. Was ist die Ursache eines Einsturzbebens?
- Der Einbruch von Hohlräumen in Kalk-, Gips-, oder Salzgestein.

6.Welche Erdbeben beben am häufigsten?
- Tektonische Beben mit 90% aller Erdbeben
- Vulkanische Beben mit 7% aller Erdbeben
- Einsturzbeben mit 3% aller Erdbeben

Lernziel 2
7. Welche vier Erdbebenwellen gibt es?
- Die P-Wellen, S-Wellen, Love-Wellen und Rayleigh-Wellen

8.Was sind P-Wellen?
- P-Wellen auch primae undae genannt. Sie kommen am schnellsten durch den Erdkörper und kommen als erste an. Ihre Geschwindigkeit beträgt 7.6 - 20km pro Sekunde.
- P-Wellen können sowohl festes Gestein als auch Flüssigkeiten durchdringen.

9.Was sind S-Wellen?
- S-Wellen auch, secundae undae, kommen erst nach den P-Wellen an. Die Geschwindigkeit beträgt 4.2 - 7.3km pro Sekunde.
- S-Wellen können keine Flüssigkeiten durchdringen.

10.Warum kommen die P-Wellen vor den S-Wellen an?
- Weil ihre Art der Materialverformung einen grösseren Widerstand hervorruft und die Geschwindigkeit der Ausbreitung dadurch bremst.

11. Wieso laufen die P- und S-wellen nicht auf gradlinigem Weg durch den Erdkörper?
- Weil die Erde KEINEN homogenen(gleichmässigen) Aufbau hat.

12.Wo und wie oft werden Wellen reflektiert?
- Die Wellen werden an allen Materiegrenzen reflektiert. Eine Welle kann mehrfach reflektiert werden. Sie wird auch entsprechend bezeichnet: PP bzw. SS beim zweiten Auftauchen an der Oberfläche, PPP bzw. SSS beim dritten Auftauchen.

13.Wie heissen die an der Erdoberfläche entlanglaufenden Wellen und in welche zwei Wellen unterscheidet man diese?
- Sie heissen L-Wellen (longae undae) und man unterscheidet sie je nach ihrer Bewegungsart in Love-Wellen und in Rayleigh-Wellen.

14. Nach wem wurden die Love- und Rayleigh-Wellen benannt?
- Love-Wellen: benannt nach dem Forscher A.E.H. Love
- Rayleigh-Wellen: benannt nach dem Forscher Lord Rayleigh.

15.Was entwickeln und bewirken die L-Wellen?
- Sie entwickeln grössere Amplituden als die Raumwellen und bewirken bei der Bodenbewegung grössere Maxima.

16. Welche Geschwindigkeit können L-Wellen erreichen?
- Sie können bis zu 4km pro Sekunde schnell werden.

17. Welche Beschreibung passt zu welchem Bild?
- P-Wellen wirken als Zug und Stoss auf die Materie ein. Das Material wird in der Ausbreitungsrichtung abwechselnd gedehnt und gestaucht.

- S-Wellen gehen wie eine Schüttelbewegung durch die Erde: Material wird dabei vertikal (nach oben und nach unten) bewegt.
- Love-Wellen bewirken eine seitliche Versetzung parallel zur Erdoberfläche und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
- Die Bodenteilchen bewegen sich beim Durchgang der Erdbebenenergie wie in einem Wellenkamm in einer Elipsenbahn vertikal und auch horizontal.

18. Welche Erdbebenwellen verursachen am meisten Zerstörung? Aus welchen Gründen ist dies so?
- Love- und Rayleigh-Wellen rufen am Meisten Zerstörung hervor, weil:
sie grössere Amplituden als Raumwellen haben,
- Sie einen geringeren Energieverlust als Raumwellen haben, da Oberflächenwellen nicht so viel Material durchqueren müssen und
- Sie kommen zuletzt an, wenn die Gebäude schon von den anderen Wellen stark schwingen. "Gnadenstosseffekt".

19. Was ist eine Amplitude?
- Wellenhöhe = Amplitude =
- Wellenlänge =

Lernziel 3
20. Was ist ein Seismograph (Seismometer)?
- Ein Seismograph ist ein hochempfindliches Registriergerät, das Erschütterungen aufzeichnet (griechisch seismos = Erschütterung)

21.Wie funktioniert ein Seismograph?
- Ein schweres Pendel hängt trotz der Bewegung der Erdkruste nach dem Prinzip der Massenträgheit völlig still. Diese Pendel, das somit als ruhiger Bezugspunkt wirkt, registriert feinste Erschütterung der Umgebung und zeichnet sie(da mit einem Schreiber versehen) auf.

22. Was wird als Seismogramm bezeichnet?
- Die Aufzeichnung der Erschütterungen.

23.Was wird eingesetzt damit alle Bewegungsrichtungen, die möglich sind, empfangen werden können?
- Ein Vertikalpendel sowie zwei senkrecht zueinander schwingende Horizontpendel.

24. Welche Erdbebenwellen-Typen folgen sich im unten stehenden Seismogramm?
-

25. Was ist eine Magnitude?
- Als Mass für die Bebenintensität wird die Magnitude angegeben. Die Magnitude errechnet sich aus der maximalen Amplitude der Bebenaufzeichnung eines Seismographen unter Berücksichtigung der Energieabnahme mit der Entfernung vom Hypozentrum.

26. Was ist die Richterskala?
- Bei der Richterskala erfolgt die Messung mit Apparaturen (mikroseismisches Verfahren). Als Mass für die Bebenintensität wird die Magnitude angegeben. Die Richterskala fängt bei 0 an und ist im Prinzip nach oben offen. Sie ist eine logarithmische Skala: Die Amplitude der Bodenbewegung steigert sich dabei von Zahl zu Zahl (6 auf 7; 7 auf 8 usw.) um jeweils das Zehnfache!

27. Fähigkeit ähnliche Aufgaben zu lösen über die Richterskala!
- Wie viel Mal stärker ist ein Erdbeben der Stärke 7 gemäss Richter-Skala als ein Erdbeben der Stärke 3 gemäss Richter-Skala 10'000 x stärker
- Wie viel Mal stärker ist ein Erdbeben der Stärke 8 gemäss Richter-Skala als ein Erdbeben der Stärke 2 gemäss Richter-Skala 1'000'000 x stärker
- 1. Aufgabe Tipp: Man rechnet 7 - 3 = 4 1 + 4 Nullen = 10'000
- 2. Aufgabe Tipp: Man rechnet 8 - 2 = 6 1 + 6 Nullen = 1'000'000

28. Was ist die Mercalli-Skala?
- Die Mercalli-Skala umfasst 12 Stufen (I- XII), wobei es zwischen den einzelnen Stufen keine mathematisch berechenbaren Stärkeabstände gibt. Der Intensitätswert beruht auf indirekten Angaben.

29. Wie und was wird gemessen?
- Es werden die Auswirkungen eines Bebens auf Menschen, Gegenstände, Gebäude und Landschaften an einem bestimmten Ort gemessen Intensitätswert. Die "Messung" erfolgt also mit Augen und Ohren(markroseismisches Verfahren).

Lernziel 4
30. Wovon hängen bei einem Erdbeben die Grösse der Schäden und die Anzahl der Opfer ab?
- Bevölkerungsdichte Grosse, dicht bebaute Städte sind besonders gefährdet.
- Baumaterial und Bauweise der Gebäude Am besten sind stark verformbare Baumaterialen wie Stahlbeton; spröde Baustoffe wie Backstein brechen dagegen schon bei geringeren Verformungen.
- Untergrund der Häuser Gefährdet sind v.a. Häuser auf besonders weichem Untergrund ( Aufschaukelung der Erdbebenwellen und somit Verstärkung der Erschütterungen), auf feuchtem Untergrund( Rutschungen) und auf klüftigem Untergrund( Abbruchgefahr)
- Hausabstand Bei einem zu engen Hausabstand besteht die Gefahr des Aufeinanderprallens von benachbarten Gebäuden.
- Strassenbreite Zu enge Strassen bewirken oft kein Durchkommen für die Feuerwehr und die Rettungsfahrzeuge.
- Zeitpunkt des Erdbebens Am meisten Opfer bei Erdbeben gibt es zur "rush hour". Es gibt viele Opfer in den Fahrzeugen und durch verstopfte Strassen gibt es auch kein Durchkommen für die Feuerwehr und die Rettungsfahrzeuge.
- Leitungen: Zerbrochene Gasleitungen und heruntergefallene Stromkabel können Häuser in Brand stecken.
- Ausbau der Katastrophenschutzmassnahmen
- Einstellung der Bevölkerung Apathie(Teilnahmslosigkeit) einerseits und Panik andererseits vergrössern die Zahl der Opfer.

Lernziel 5
31. Welche Faktoren können Tsunamis auslösen?
- Starke Erdbeben am Meeresgrund (ab Magnitude 7.0), welche eine vertikale Verschiebung des Meeresbodens und somit eine Anhebung der Wassersäule bewirken.
- Untermeerische Vulkanausbrüche
- Untermeerische Bergrutsche und Schlammlawinen
- Meteoriteneinschläge
- In allen Fällen wird lokal Wasser verdrängt, womit Wasserdruckwellen hervorgerufen werden.

32. Aus welchen Gründen werden Tsunamis sehr hoch?
- Wasser ist nicht komprimierbar( zusammenpressbar). Wenn der Meeresboden gegen die Küste zu ansteigt, steigt das Wasser in die Höhe.
- In trichterförmigen Buchten, wo das Wasser von den Seiten her eingeengt wird, steigt das Wasser noch höher.

33. Weshalb führen respektive führten Tsunamis oft zu starken Zerstörungen und zu vielen Toten und Verletzten?
- Der Druck der Wasserwand ist sehr stark.
- Sie weisen zum Teil eine grosse Höhe auf bis etwa 30m auf.
- Tsunamis haben auch einen sehr starken Rücksog.
- Die Wellenlänge kann ein paar hundert Kilometer betragen. Entsprechend lange geht es, bis zwei aufeinander folgende Wellen an der Küste eintreffen Menschen denken, die Gefahr sei vorbei und werden von der 2. Welle getroffen.
- Schaulustige die, die Gefahr nicht ernstnehmen
- Der natürliche Küstenschutz, wie Korallenriffe oder Mangrovenwälder, welche die Wucht des Tsunamis abschwächen könnte wurden von den Menschen zerstört.
- Menschen nehmen die Zeichen von Tieren nicht wahr, obwohl sie manchmal die Gefahr vorauspüren können und sich entsprechend nervös verhalten.

34. Weshalb ist die Vorwarnung vor Tsunamis schwierig?
- Sie sind auf dem offenen Meer kaum erkennbar; Wellenhöhe selten mehr als 30cm
- Tsunamis breiten sich sehr schnell aus (bis etwa 800km pro Stunde)
- Nicht in allen Ländern gibt es Tsunami-Vorwarnsysteme

Lernziel 6
35.Wie funktioniert ein Tsunami-Frühwarnsystem?
- Starke Seebeben werden mit Hilfe von Seismographen erfasst 1. Warnung für Experten
- Installierte Bojen sind mit einem Sensor am Meeresboden verbunden, die Druckschwankungen registrieren; Änderungen der Meereshöhe von 1cm werden erkannt.
- Informationen gehen vom Sensor per Schallwellen zur Boje, von dort per Funk an einen Satelliten und dann an die zuständige Behörde(Küstenwache), die informiert ihrerseits die Bevölkerung.

36.Wie informiert die Küstenwache die Bevölkerung?
- Im Radio und Fernsehen werden Warnungen eingeblendet.
- Am Strand heulen Sirenen.

Lernziel 7
37.Wie sah die Erde vor 250 Millionen Jahren aus?
- Der Grosskontinent Pangäa, in dem alle heutigen Kontinente vereint sind, nimmt langsam Gestalt an.(Abb.1)

38. Wie sah die Erde vor 135 Millionen Jahren aus?
- Pangäa ist bereits in eine nördliche (Laurasia) und in eine südliche Landmasse(Gondwana) auseinandergebrochen, während sich zwischen Nordamerika und dem aus Europa und Asien bestehenden Eurasien der Atlantik öffnet.(Abb.2)

39.Wie sah die Erde vor 100 Millionen Jahren aus?
- Afrika und Südamerika haben sich voneinander getrennt. Indien entfernt sich von dem aus Australien und der Antarktis bestehenden Rest Gondwanas.(Abb.3)

40. Wie sah die Erde vor 45 Millionen Jahren aus?
- Indien überschreitet bei seiner Bewegung nach Norden den Äquator, während sich Australien von der Antarktis löst.(Abb.4)

41.Wie sieht die Erde heute aus?
- Indien ist mit dem eurasischen Kontinent kollidiert, während das nach Norden vordringende Afrika das Mittelmeer schon fast geschlossen hat.(Abb.5)

42.Wie wird die Erde in 100 Millionen Jahren aussehen?
- Europa und Asien sind zu einem Erdteil verschmolzen. Vom ehemaligen afrikanischen Kontinent hat sich inzwischen der östliche und südliche Teil abgetrennt.(Abb.6)

Lernziel 8
43. In welche drei Hauptbereiche unterteilt man die Erde?
- In die Erdkruste, den Erdmantel und den Erdkern.

44. Wie ist die Erdkruste aufgebaut?
- Die Erdkruste ist die oberste, verhältnismässig dünnste Schicht, unterschiedlicher Dicke.
- Sie wird unterteilt in "Kontinentale Kruste" und "Ozeanische Kruste"
45.Wie ist der Erdmantel aufgebaut?
- Der Erdmantel geht von der Untergrenze der Erdkruste bis zu einer Tiefe von 2900km.
- Er wird oft in drei Bereiche geteilt: der "Obere Mantel", " Die Übergangszone" und der "Untere Mantel"
46. Wie ist der Erdkern aufgebaut?
- Der Erdkern geht von der Untergrenze der 2900 Kilometern bis zum Erdmittelpunkt.
- Der Erdkern wird unterteilt in: "Äusserer Kern" und "Innerer Kern".

47.In welche zwei Sphären unterteilt man den oberen Teil der Erde?
- Lithosphäre
- Asthenosphäre

48. Was ist die Lithosphäre?
- Eine bis zu 150 Kilometer dicke starre Schicht, sie umfasst auch Teile des Oberen Mantels. Sie liegt über der Asthenosphäre.

49. Was ist die Asthenosphäre?
- Eine plastische(verformbare) Schicht. Sie liegt unter der Lithosphäre. Auch die darunter liegende Übergangszone sowie der untere Mantel ist nach der Auffassung der Wissenschaftler plastisch.

50. Wie verändert sich die Dichte der Erde, je tiefer man geht?
- Sie nimmt von der Erdkruste bis zum Erdkern zu.

51. Aus was besteht der Erdkern?
- Der Erdkern besteht aus einer Eisen-Nickel-Legierung, die im äusseren Kern flüssig, im inneren Kern jedoch fest ist. Im Erdmittelpunkt herrscht ein immenser Druck von etwa 3600 kilobar. Auch die Temperaturen nehmen von aussen nach innen zu.

52. Welche drei physikalischen Merkmale nehmen von der Erdoberfläche zum Erdmittelpunkt laufend zu?
- Temperatur, Druck, Dichte

Lernziel 9
53.Wie lautet die Definition von den Platten?
- Bruchteile der Lithosphäre

54. Wie lautet die Definition der Tektonik?
- Lehre vom Bau der Lithosphäre und den Kräften aus dem Erdinnern(= endogene Kräfte), welche diesen erzeugt haben.

55.Wie lautet die Definition der Plattentektonik?
- Plattentektonik befasst sich mit den Bewegungen der Platten und somit auch der Kontinente, den Konitinentteile, den endogenen Kräften, welche zur Entstehung und Bewegung der Platten führen, und den Folgen der Plattenbewegungen für das Relief.

56.Wie entstehen Konvektionsströme?
- Materialaufstieg durch Temperaturzunahme und Dichteabnahme Asthenosphäre(plastisch).
- Materialabstieg durch Temperaturabnahme und Dichtezunahme in der Asthenosphäre(plastisch).

57.Konvektionsströme:
- Bewegung an den "Distensiven Plattengrenzen" (gelb)
- Bewegung an den "Kompressiven Plattengrenze"(rot)

Lernziel 10
58. Was passiert wenn zwei aufsteigende Konvektionsströme auseinander fliessen?
- Es entsteht im Kontinent zuerst eine Aufwölbung, da die divergierenden Konvektionsströme den Kontinent dehnen, beginnt dieser später an der Aufwölbung aufzubrechen; es entsteht ein kontinentaler Grabenbruch ein sogenanntes "rift valley". Wenn diese Konvektionsströme weiterhin fortbestehen, dann weitet sich der Graben, bis sich darin eine Meeresstrasse gebildet hat, die bei weiterer Ausdehnung zu einem Ozean wird.

59.Wie entsteht das Magma(Gesteinsschmelze)?
- Beim allmählichen Aufstieg der Konvektionsströme nimmt der Druck immer weiter ab, und damit sinken auch die zum Schmelzen der Minerale erforderlichen Temperaturen. Aus den wärmeempfindlichsten Mineralen bildet sich nun dünnflüssiges Magma.

60.Was passiert mit dem Rest des aufsteigenden Materials?
- Der widerstandsfähigere grosse Rest des aufsteigenden Materials breitet sich langsam seitwärts aus und nimmt die Lithosphär-Platten "huckepack" mit.

61.Welche Auswirkungen hat das Magma?
- Es strömt in die "Dehnfuge", kühlt sich dann ab und bildet so die neue ozeanische Kruste. Dieser neugebildete Meeresboden wird durch weiteres aufsteigendes Material auseinandergerückt; er breitet sich aus (seafloor spreading). Das Gestein ist somit umso jünger je näher es bei der Dehnfuge liegt.

62. Wie viel Ozeanboden entsteht jährlich, im südlichen Teil des Pazifischen Ozeans und im Atlantischen Ozean?
- Jährlich ca. 2.5km2
- Im südlichen Teil des Pazifischen Ozeans: ca. 8-12 cm neue Kruste pro Jahr
- Im Atlantischen Ozean: ca. 1-3cm pro Jahr
63.Was geschieht im Umkreis der Dehnfuge?
- Im Umkreis der Dehnfuge wird die Kruste durch aufsteigendes Material aufgewölbt. Es entsteht ein Mittelozeanischer Rücken.

64.Was ist ein Mittelozeanischer Rücken?
- Es ist ein 3000 - 5000m hoher Gebirgszug im Meer. Nur an wenigen Stellen überragen diese Gebirge als Inseln die Meeresoberfläche, so z.B. im Atlantischen Ozean die Azoren und Island.
- Die ca. 1000 - 1500km breiten Mittelozeanischen Rücken bilden ein rund 70'000km langes, verzweigtes und die gesamte Erde umspannendes System. In der Mitte der Mittelozeanischen Rücken liegt jeweils die Dehnfuge in Form eines Scheitelgrabens, der ebenfalls als "rift valley" bezeichnet wird.

Lernziel 11
65. Welche der folgenden Erscheinungen kommen an der Kompressiven Plattengrenze vor, welche nicht?
- Es kommen vor: Absteigende Konvektionsströme, Faltengebirge(Kettengebirge), Inselbögen(Inselgirlanden), Tiefseegräben und Vulkane
- Es kommen nicht vor: Aufsteigende Konvektionsströme, Auseinanderbrechen von Kontinenten, Kontinentale Grabenbrüche, Mittelozeanische Rücken

66. Beim Zusammenstoss von einer Platte, die ozeanische Kruste enthält mit einer Platte, die kontinentale Kruste enthält, versinkt immer die Platte mit ozeanischer Kruste unter die Platte mit kontinentaler Kruste. Aus welchen Gründen ist dies so?
- die ozeanische Kruste ist dichter und dünner als die kontinentale Platte.

67. Wie entstehen hohe Gebirge?
- Beim Zusammenstoss von zwei Kontinenten entstehen die höchsten Gebirge, denn Kontinente sind ziemlich dick und weniger dicht als die darunter liegende Asthenosphäre. Deshalb können Kontinente nicht vollständig subduziert werden, das heisst, sie können nicht tiefer als 40km unter ihre normale Tiefenbegrenzung abtauchen. Bei der Kollision von zwei Kontinenten gibt es einen so enormen Druck, der zu einer Auffaltung der vorderen Teile der zusammenstossenden Kontinente führt.

68.
Wieso entstehen bei kompressiven Plattengrenzen Magma und Vulkanismus?
- Die abtauchende Platte wird zunehmend höheren Temperaturen ausgesetzt.
- Die abtauchende Platte wird deshalb teilweise aufgeschmolzen.
- So entsteht Magma(Gesteinsschmelze)
- Das Magma ist weniger dicht als das umliegende Material
- Auch wird das Magma durch die in ihm enthaltenen Gase getrieben
- Das Magma steigt deshalb auf
- Durch Risse und Spalten kann das Magma bis an die Erdoberfläche gelangen.
- So entstehen Vulkane.

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