Aufgaben 181 Bioplanet Erde Erdbeben – Plattentektonik wird spürbar Im vorigen Abschnitt war von Bewegung der Lithosphärenplatten zu lesen. Können solche Bewegungen, solche „Kollisionen“ beobachtet werden? Im Prinzip ja, doch laufen tektonische Bewegungen sehr langsam ab. Die Platten verschieben sich mit einigen cm/Jahr gegeneinander (gemessen durch Satellitenaufnahmen). Man kann also nicht direkt wahrnehmen, wie ein Berg wächst, wohl aber die Ergebnisse sehen. Manchmal ist es möglich die Bewegung der Platten zu spüren – oft mit verheerenden Folgen, als Erdbeben. Dazu kommt es, da die Platten nicht reibungslos aneinander vorbeigleiten, sondern ineinander verzahnt sind. Dadurch bilden sich im Lauf der Zeit enorme Spannungen. Erreichen sie einen gewissen Wert, verschieben sich die Platten sprunghaft (über 10m) – die dabei frei werdenden Kräfte erzeugen Beben, die in extremen Fällen weltweit spürbar sind. Der Ausgangspunkt des Bebens, das Hypozentrum, liegt meist 50 bis 100 km tief in der Erdkruste. (Als Epizentrum wird der Punkt auf der Erdoberfläche über dem Hypozentrum bezeichnet). Die meisten Beben treten entlang tektonisch aktiver Zonen auf. Auch die Alpen sind als junges Gebirge eine solche Zone, und Erdbeben (wenn auch glücklicherweise relativ schwache) sind in Österreich häufig. Neben diesen tektonischen Beben gibt es selten auch Einsturzbeben, wenn Hohlräume (zB Höhlen) in der Kruste einstürzen. Die Stärke von Erdbeben wird entweder auf der Richter-Skala1 oder auf der Mercalli-Sieberg-Skala2 (auch: Europäische Makroseismische Skala, EMS) gemessen. Während nach Richter die Stärke der Erdbewegung als Maß gilt, ist die EMS eine Intensitätsskala, die sich an Auswirkungen wie Gebäudeschäden orientiert. Tab.1: Mercalli-Sieberg-Skala. 1 nicht fühlbar 2 kaum bemerkbar 3 schwach bemerkbar 4 deutlich, Geschirr und Fenster klirren 5 stark, hängende Gegenstände pendeln stark, kleine Gegenstände werden verschoben 6 leichte Gebäudeschäden, viele Gegenstände fallen um 7 Gebäudeschäden an den meisten Bauten, Schornsteinteile stürzen ab 8 schwere Gebäudeschäden, alte und einfache Bauten stürzen ein 9 zerstörend, schwächere Bauten stürzen ein 10 sehr zerstörend, schwere Schäden, viele Bauten stürzen ein 11 verwüstend, die meisten Bauten werden zerstört 12 vollständig verwüstend, nahezu alle Bauten werden zerstört 1 Richter-Skala: benannt nach Charles Francis Richter (US-amerikanischer Seismologe, 1900–1986) 2 Mercalli-Sieberg-Skala: benannt nach Giuseppe Mercalli (italienischer Seismologe und Priester, 1850–1914) und August Heinrich Sieberg (deutscher Geophysiker, 1875– 1945) Erdbeben entstehen durch Spannungen in der Erdkruste als Folge von Verschiebungen der Lithosphärenplatten Variabilität, Verwandtschaft, Geschichte und Evolution Das Leben ist nahezu so alt wie die Erde selbst (4,5 Mrd. Jahre). Damals war die Erdkruste noch flüssig, doch nach ihrer Verfestigung kondensierte bald Wasser und erste Ozeane entstanden. Es wird vermutet, dass sich das Leben bald danach (noch im Hadaikum) entwickelte. Die ältesten (unumstrittenen) Fossilien sind knapp über 3,8 Mrd. Jahre alt und markieren die Grenze zwischen Hadaikum und Archaikum. 1 E Begründe, warum die geologische Zeitskala ständig überarbeitet wird und sich je nach Lehrbuch unterschiedliche Zeitangaben finden. Die Erdgeschichte im Überblick Die heutige Erde ist das Ergebnis von ca. 4,5 Mrd. geologischer Entwicklung. Durch Untersuchungen der heute vorliegenden Gesteinsformationen (und andere Hinweise) rekonstruieren Geologinnen und Geologen die Geschichte unseres Planeten immer weiter. Im Laufe der Forschungsgeschichte wurde eine geologische Zeitskala entwickelt, die heute weltweit verwendet wird (kAbb. 15). Sie orientiert sich vorrangig an der Schichtfolge der Gesteine und den darin vorkommenden Fossilien3 und wird durch die ICS4 laufend überarbeitet und verfeinert. Die Rekonstruktion vergangener Ereignisse wird umso schwieriger, je älter diese sind. Das hat damit zu tun, dass durch geologische Prozesse Gesteine und die darin enthaltenen Fossilien entweder ganz verschwinden (durch Subduktion) oder durch Metamorphose so stark verändert werden, dass der Ursprung nicht mehr erkennbar ist. Dazu kommt, dass aus der Zeit vor dem Kambrium (kAbb. 15) kaum Fossilien erhalten sind, zumal erst danach die ersten Schalen und Panzer entstanden waren. Frühere Lebewesen bestanden fast nur aus Weichteilen, entsprechend wenig ist fossil erhalten. 3 Fossilien: Überreste oder Spuren von Lebewesen, die mehr als 10 000 Jahre alt sind 4 ICS: International Commission on Stratigraphy; geologische Gesellschaft zur Definition geologischer Einheiten und damit Zeiträumen; siehe http://stratigraphy.org/ Die Analyse geologischer Prozesse und die Bestimmung von Fossilien ermöglicht die Rekonstruktion der Erdgeschichte Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des V rlags öbv
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