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Erdbeben, Seebeben und Tsunamis

Gliederung
Geschichte der Erdbebenforschung
Erdbebenarten
Was ist ein Erdbeben?
Erdbebenzonen
Messmethoden/Skalen
Erdbebenvorhersage
Seebeben und Tsunamis
Verheerende Erdbeben
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Was ist überhaupt ein Erdbeben?
Um diese Frage genau beantworten zu können, müssen wir am Anfang beginnen, am Anfang der Erdbebenforschung.
1. Geschichte der Erdbebenforschung
In den Mythen vieler Völker werden Erdbeben mit Bewegungen unterirdisch lebender Tiere

in Verbindung gebracht. Erscheinungen wie dumpfe, rollende Gräusche, Stöße aus dem Boden mit einer nachfolgenden, wellenförmigen Bewegung der Erdoberfläche und zurück-bleibende Erdrisse ließen alle ein Ungeheuer in der Tiefe vermuten:
In Japan war es ein Skorpion, in Indien ein Molch, bei den nordamerikanischen Indianern
eine Schildkröte und bei den Maori in Neuseeland das Strampeln eines ungeborenen Kindes im Leib der Mutter. In der griechischen Mythologie ist es der Meeresgott Poseidon, der als Erderschütterer oder Erdhalter gilt.
Bekannte griechische und römische Philosophen und Naturforscher versuchten auf Grund
von intensiven Naturbeobachtungen die Ursache von diesen Erdstößen zu erklären.
Aristoteles (348-322 v. Chr.) vermutete, dass sie mit in unterirdischen Höhlen eingeschlossener Luft zusammenhängen. Durch das Bestreben der Luft, aus diesen Höhlen
zu Entweichen, wird die Erde erschüttert.
In Europa folgte man bis zum Ende des Mittelalters der aristotelischen Lehre der Erdbeben-Entstehung. Allerdings existierten auch zahlreiche Vertreter, die die Gedanken von Aristoteles als abergläubisch ablehnten.
So behauptet der flämische Chemiker van Helmont der Jüngere im Jahre 1682 nach einem heftigen Erdbeben am Niederrhein, dass ein Strafengel die Luft schlage und dabei einen Ton erzeuge, der die Erde erzittern lasse.
Mit der Entdeckung der Elektrizität wurden Erdbeben vielfach elektrischen oder galvanischen Ursachen zugeschrieben. Zum Schutz vor Bodenerschüterungen wurde der
Bau pyramidenförmiger Gebäude vorgeschlagen, die als Ableiter der angenommenen unterirdischen Gewitter wirken sollten.
Anfang des 19. Jahrhunderts führten Alexander von Humboldt und Leopold von Buch
ausgedehnte Reisen in Vulkangebiete durch. Dabei konnten sie beobachteten, daß
Vulkanausbrüche von zahlreichen, meist schwachen Erdbeben begleitet wurden, während
stärkere Beben außerhalb vulkanischer Regionen auftraten. Humboldt vertrat die Lehre Aristoteles`, er sah in Vulkanen „ Sicherheitsventile“ zur Entladung der über den Erdball verteilten vulkanischen Kräfte. .
1865 arbeitete eine österreichische Gruppe von Alpengeologen unter der Leitung von
Eduard Suess an einem ganz anderem Konzept der Erdbebenerklärung. Bei Erdstößen im Alpenraum erkannten sie einen auffälligen Zusammenhang zwischen der Streckung der erschütterten Gebiete und geologisch bekannten Verwerfungs- und Bruchlinien. Bei der Bestimmung der Lage aufeinanderfolgender Beben in Süditalien fand Suess eine systematische Reihung der Erdbebenherde entlang tektonischer Störungen, Dislokations-linien genannt. Diese Gruppe war die erste, die Erdbeben und ihre Auswirkungen mit dem geologischen und tektonischen Bau eines betroffenen Gebietes in Verbindung brachte.
Diskolationen bei einer geologischen Verwerfung bedeuten eine räumliche Verschiebung früher zusammenhängender Erdschichten entlang einer durch diese verschiebung neu entstandenen Grenzfläche.
Rudolf Hoernes, ein Neffe Suess`, schlug die bis heute erhaltenen Klassifizierung vor, nach der es drei verschiedene Arten von Erdbeben gibt: 1) Einsturzbeben
2) vulkanische Beben
3) tektonische Beben
( Erdbebenarten
2. Erdbebenarten

Bei Erdbeben werden zwei Hauptgruppen unterschieden:
1. natürliche Erdbeben

2. induzierte Erdbeben

Zu den natürlichen Erdbeben, deren Ursache unterirdische Masseverlagerungen sind, gehören die eben schon erwähnten Arten, die man nach der Entstehung unterscheidet:
Einsturzbeben, vulkanische Beben und tektonische Beben.
Einen Sonderfall stellen die sog. Impaktereignisse durch auf der Erdoberfläche einschlagende Himmelskörper dar, die man ebenfalls zu den natürlichen Erdbeben zählen kann.
Unter induzierten Erdbeben versteht man hingegen alle Bodenerschütterungen, die durch menschliche Eingriffe in die Natur entstehen können. Ursachen können z.B. Prozesse der Rohstoffentnahme aus dem Erdinneren sein (Bergbau, Ölförderung usw.), Talsperren, das Einpressen von Flüssigkeiten in die Erdkruste und Sprengungen.

Tektonische Beben:
Die häufigsten (90 Prozent aller Beben) und stärksten Beben sind die tektonischen Beben. Sie entstehen, wenn sich in tektonisch aktiven Zonen langsam Spannungen aufbauen und plötzlich entladen. Ihre Wirkung kann sehr weit reichen und katastrophale Wirkungen haben.

Vulkanische Beben:
Vulkanische Beben entstehen durch Explosionen des Magmas und sind immer an vulkanische Aktivitäten gebunden; sie machen ca. 7 % aus.

Einsturzbeben:
Einsturzbeben machen ca. einen Teil von 3 % aller Beben aus. Sie werden durch den Einsturz unterirdischer Hohlräume, wie z.B. im Bereich leicht löslicher Salz-, Kalk- und Gipslager, ausgelöst und sind nie sehr energiereich, d.h. sie richten nur geringen Schaden an.

Weitere Unterteilungen:
Nach der Entfernung des Bebens werden Ortsbeben, Nahbeben und Fernbeben unterschieden.
Eine weitere Unterteilung orientiert sich an der Tiefe des Erdbebenherdes: Flachbeben haben ihren Herd in einer Tiefe bis 70 Kilometer, mitteltiefe Beben bis 300 Kilometer und Tiefbeben bis 700 Kilometer.
Die Herde besitzen eine gewisse räumliche Ausdehnung.

3. Was ist ein Erdbeben?
Das gedachte Zentrum eines Bebens wird Hypozentrum genannt. Der senkrecht darüber liegende Punkt der Erdoberfläche heißt Epizentrum. Erdbeben pflanzen sich als Erdbebenwellen fort. Am schnellsten laufen die P-Wellen (von lateinisch undae primae: die ersten Wellen), sie erreichen den Beobachter als erste. Es handelt sich dabei um Kompressions- oder Longitudinalwellen, d. h., sie versetzen das Gestein in eine Schwingung parallel zur Ausbreitungsrichtung der Wellen. Mit halber Geschwindigkeit folgen die S-Wellen (von lateinisch undae secundae: die zweiten Wellen), das sind Scher- oder Transversalwellen; sie versetzen das Gestein in eine Schwingung senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der Wellen. Erdbebenstationen messen den zeitlichen Abstand, mit dem P- und S-Wellen eintreffen, und errechnen daraus die Entfernung des Herdes. Während P- und S-Wellen durch das Erdinnere laufen, pflanzen sich die L-Wellen (von lateinisch undae longae: lange Wellen) entlang der Erdoberfläche aus. Sie erreichen den Beobachter zuletzt.

4. Erdbebenzonen
Der englische Geologe John F. Dewey hat folgende Klassifikation für Erdbebenzonen vorgeschlagen: Typ eins fällt mit den Spreizungszonen der mittelozeanischen Rücken zusammen. Hier entstehen Flachbeben. In dieser Zone ist außerdem ein basaltischer Vulkanismus aktiv. Typ zwei erstreckt sich entlang horizontaler Verschiebungslinien, zu denen z. B. die San-Andreas-Störung gehört. Hier treten ebenfalls Flachbeben auf, aber es gibt keinen Vulkanismus. Typ drei ist an Subduktionszonen gebunden, also an Tiefseegräben und Inselbögen. Da die Subduktionen in große Tiefe reichen, sind hier Flachbeben, mitteltiefe und Tiefbeben möglich. Diese Beben konzentrieren sich vor allem im zirkumpazifischen Gürtel, d. h. an den Rändern der Pazifischen Platte, der Nazcaplatte, der Philippinenplatte und der Fijiplatte. Typ vier setzt Dewey mit den Kettengebirgen gleich, die sich von Birma bis zum Mittelmeer erstrecken. Hier entstehen vor allem Flachbeben, mitteltiefe Beben nur im Hindukusch und in Rumänien, Tiefbeben nur selten, z. B. nördlich von Sizilien. Die großen Erdbeben mit katastrophalen Folgen gehen größtenteils von Typ zwei und drei aus. Innerhalb der Platten sind Beben selten und schwächer. Vulkanische Beben sind zwar ebenfalls eher schwach, doch ein wichtiges Alarmsignal für bevorstehende Vulkanausbrüche. Auf der Insel Hawaii können die Seismographen am Tag vor einem Ausbruch bis zu 1 000 kleine Beben registrieren.

5. Messmethoden/ Skalen
Erdbeben können Bauwerke zerstören, und verheerende Erdrutsche auslösen. Wo Bauwerke auf lockerem Baugrund errichtet wurden, ist das Fließen des Bodens eine weitere seismische Gefahr, da er schlagartig seine Tragkraft verlieren kann und sich wie Treibsand verhält. Gebäude, die auf diesem Baugrund stehen, werden buchstäblich vom Boden verschluckt.
Unterseeische Beben können Flutwellen oder seismische Wogen auslösen, so genannte Tsunamis.
Seismologen haben zwei Messskalen aufgestellt, die es ihnen erlauben, Erdbeben quantitativ zu erfassen. Die eine ist die Richterskala – benannt nach dem amerikanischen Seismologen Charles Francis Richter –, nach der die freigesetzte Energie im Herd des Bebens bestimmt wird. Es handelt sich um eine logarithmische Skala, die von 0,1 bis 10 reicht; ein Beben der Stärke 7 ist demnach zehnmal stärker als ein Beben der Stärke 6, hundertmal stärker als ein Beben der Stärke 5, tausendmal stärker als ein Beben der Stärke 4 und so weiter. Weltweit werden jährlich etwa 800 Beben der Stärke 5 bis 6 gezählt, etwa 50 000 Beben der Stärke 3 bis 4 und durchschnittlich ein Erdbeben der Stärke 8 bis 9. Theoretisch ist die Richterskala nach oben offen, doch bis 1979 nahm man an, dass ein Erdbeben die Stärke 8,5 nicht übersteigen könne. Seitdem wurden die seismischen Messmethoden verbessert und die Skala korrigiert. Heute wird 9,5 als obere Grenze angesehen.
Die andere Skala, die der italienische Seismologe Giuseppe Mercalli Anfang des 20. Jahrhunderts einführte, ordnet die Intensität der Erschütterungen in Stufen von I bis XII ein. Da sich seismische Oberflächeneffekte mit dem Abstand vom Herd des Bebens verringern, hängt die Mercalli-Bewertung von der Messstelle ab. Mit der Intensität I wird auf dieser Skala ein Beben bezeichnet, dass nur von Seismographen registriert wird. Beben der Intensität II spüren nur wenige Menschen. Die Intensität XII wird dagegen einem katastrophalen Ereignis zugeordnet, das totale Zerstörung verursacht. Ereignisse der Intensitäten II bis III entsprechen annähernd Beben der Stärke 3 bis 4 auf der Richterskala; und XI bis XII auf der Mercalliskala kann mit Stärken von 8 bis 9 auf der Richterskala gleichgesetzt werden.

6. Erdbebenvorhersage
Wissenschaftliche Versuche, Erdbeben genau vorherzusagen, zeigen erst in letzter Zeit einzelne Erfolge. Vor allem China, Japan, Russland und die USA arbeiten an derartigen Forschungsprojekten. 1975 sagten chinesische Forscher ein Beben der Stärke 7,3 bei Haicheng voraus und evakuierten 90 000 Einwohner zwei Tage bevor das Beben 90 Prozent der in der Stadt befindlichen Bauten zerstörte oder beschädigte. Einer der Anhaltspunkte für diese Voraussage waren eine Reihe von Beben geringer Stärke, die so genannten Vorbeben, die schon fünf Jahre früher in diesem Gebiet begonnen hatten. Andere potentielle Hinweise für die Ermittlung sind Neigung oder Anschwellen der Landoberfläche sowie Veränderungen im Erdmagnetfeld, im Pegelstand von Brunnen und sogar im Verhalten der Tiere. Eine neue Untersuchungsmethode in den USA stützt sich darauf, die Vergrößerung der Spannung in der Erdkruste zu messen.

7. Seebeben und Tsunamis
Tsunami bedeutet "Hafenwelle" auf Japanisch. Wenn Fischer von der See heimkehrten und ihre Dörfer von einer Riesenwoge verwüstet vorfanden, glaubten sie, das Ereignis hätte nur in ihrem Hafen stattgefunden - denn auf dem offenen Meer hatten sie nichts gespürt. Der Begriff ist - wörtlich genommen - irreführend, da es sich bei einem Tsunami um ein System handelt, das ganze Ozeane betrifft
Tsunamis sind Riesenwellen, die vor allem in Ozeanen durch starke Erschütterungen entstehen Im Unterschied Wellen, die vom Wind erzeugt werden, bewegen Tsunamis das Wasser bis zum Meeresgrund.
Für die meisten Tsunamis sind See- oder Erdbeben verantwortlich. Aber auch Vulkanausbrüche, Felsstürze und Meteoriteneinschläge und große atmosphärische Schwankungen erzeugen Tsunamis.
Damit ein Tsunami entsteht, bedarf der Auslöser allerdings einer kritischen Grösse. Seebeben, deren Epizentrum nahe der Erdoberfläche liegen, führen erst ab einer Stärke von 7 auf der Richterskala zu Tsunamis. Deshalb ist das Ereignis eher selten: Zwischen 1860 und 1948 lösten weniger als ein Prozent der Erdbeben messbare Tsunamis aus.

8. Verheerende Erdbeben
Geschichtliche Aufzeichnungen über Erdbeben sind bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts meist lückenhaft und unzuverlässig. Zu den frühesten Beben, für die zuverlässige Aufzeichnungen erhalten sind, gehört das Beben, das 425 v. Chr. vor der Küste von Griechenland auftrat und Euböa zu einer Insel machte. 17 n. Chr. zerstörte ein Beben die Stadt Ephesus in Kleinasien, 63 wurde ein Großteil von Pompeji zerstört, 476 von Rom, 557 von Konstantinopel (heute Istanbul) und nochmals 936. Im Mittelalter traten schwere Beben in England (1318), Neapel (1456) und Lissabon (1531) auf.
Das Erdbeben von 1556 in der Provinz Shaanxi (Shensi) in China, bei dem etwa 800 000 Menschen den Tod fanden, war eine der größten Naturkatastrophen in der Geschichte der Menschheit. 1693 kostete ein Erdbeben auf Sizilien schätzungsweise 60 000 Menschen das Leben. Und im frühen 18. Jahrhundert wurde die Stadt Edo (an der Stelle des heutigen Tokyo) zerstört, etwa 200 000 Menschen verloren ihr Leben. 1755 verwüstete ein Beben die Stadt Lissabon, wobei etwa 60 000 Menschen umkamen. Die Erschütterung spürte man noch in England. Diese Katastrophe löste eine philosophische und literarische Debatte in der europäischen Aufklärung aus. Der französische Schriftsteller Voltaire ließ sich von diesem Ereignis in seinem Roman Candide anregen. Quito, die heutige Hauptstadt von Ecuador, wurde 1797 durch ein Erdbeben erschüttert, bei dem über 40 000 Menschen starben.

Quellen:
Geographie – Fachbegriffe der Geographie A – Z ( Herbert Kirsch, Richard Maurer, Werner Schmidt-Koehl, Kurt Schulz, Otto Völzing), Geologie die uns angeht (Jörg Negendank), Vom < Urknall >zur Erde (Klaus Strobach), Erdbeben und Vulkane (Rolf Schick), Schülerduden Die Geographie (u.a. Meyers Lexikonredaktion), Encarta Enzyclopädie, Tsunami, the Underrated Hazard (Edward Bryant)

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