Erdbeben haben ihre Ursache in Verschiebungen der Erdkruste und der äußeren Teile des Erdmantels. Die Erdkruste bildet Platten, die auf dem zähflüssigen Material des Erdmantels schwimmen. Sie können sich gegeneinander verschieben und bewegen sich jährlich um wenige Zentimeter (Plattentektonik). Zwischen den ineinander verhakten Rändern der Platten bauen sich Spannungen auf. Dies führt zu ruckartigen, plötzlichen Verschiebungen. Die dabei auftretenden Erdbeben breiten sich als Welle entlang der Erdkruste, dem Erdmantel und ebenso durch den flüssigen Erdkern aus (Oberflächenwellen und Raumwellen, siehe 53.2). Sie werden von Seismographen (53.1) aufgezeichnet. Die zuerst ankommenden Wellen werden als Primärwellen (P-Wellen) bezeichnet, danach folgen die Sekundärwellen (S-Wellen). Die P-Wellen sind Longitudinalwellen und haben eine Geschwindigkeit von ca. 5–7 km/s. Die S-Wellen sind Transversalwellen. Sie breiten sich mit 3–5 km/s aus. Aus der Zeitdifferenz und den Aufzeichnungen mehrerer Messstationen kann man durch Triangulation die Lage der Quelle, des Hypozentrums, berechnen. Der Ort direkt über dem Hypozentrum heißt Epizentrum. Liegt das Epizentrum im Meer, kann es zu einem Tsunami kommen. Tsunamis sind Wasserwellen mit einer Länge von manchmal mehr als 100 km, die sich mit hoher Geschwindigkeit in den Ozeanen ausbreiten. Erreichen sie die Küste, können sich die Wassermassen auf über 100 m aufstauen, bei flachen Küsten tief ins Land eindringen und beim anschließenden Zurückweichen das Material weit ins Meer hinausspülen. Die Zerstörungen durch Tsunamis sind häufig genauso schwerwiegend wie die unmittelbaren Folgen des Bebens. 2004 entstanden aufgrund eines Erdbebens vor Sumatra der Stärke 9,1 mehrere Tsunamis vor allem an den Küsten des Indischen Ozeans. Zuerst erreichte ein Wellental die Küsten, dadurch zog sich das Meer kurzzeitig zurück. In der Folge gab es bis zu 20 Meter hohe Flutwellen, die in das Land eindrangen. Es starben mehr als 200000 Menschen. Die Wellenbewegung erfasste alle Weltmeere und wurde auf dem gesamten Globus registriert. Untersuche, überlege, forsche: Erdbeben 53.1 S3 Ein Tsunami beschädigte 2011 auch ein Atomkraftwerk in Japan schwer, die Folgen für die Umwelt wirken bis heute nach. Japan liegt an der Grenze verschiedener Platten. Recherchiere zum Thema Plattentektonik und beschreibe, an welchen Plattengrenzen Japan liegt (53.5). Informiere dich, welche Konsequenzen sich daraus für Japan ergeben und diskutiere in diesem Zusammenhang den Einsatz von Atomkraft. Bewerte das Risiko für die Errichtung bzw. den Einsatz von Atomkraftwerken in Japan. 53.4 Die Entstehung eines Tsunamis 53.5 Der Tsunami im Jahr 2011 hatte seinen Ursprung vor der Küste Japans, was zu verheerenden Schäden führte. Erdbeben 53.1 Seismographen registrieren die Stärke und den zeitlichen Verlauf der Erdbewegung. Die Schwingungen haben eine Frequenz von 0,1 Hz bis 30 Hz. Auf der Web-Seite der GeoSphere Austria kannst du Seismogramme live verfolgen. Informiere dich über den Aufbau eines Seismographen! 53.2 Laufwege von Erdbebenwellen Die konzentrischen Kreise stellen von innen nach außen den Erdkern, dem zähflüssigen Mantel und die Erdkruste dar. An den Grenzflächen werden die Wellen gebrochen und reflektiert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt von der Dichte und Festigkeit des jeweiligen Materials ab. Bei einem Beben werden zunächst die Longitudinalwellen registriert, da sie schneller sind als die Transversalwellen. 1 2 Oberflächenwelle Druckwelle (Longitudinalwelle) Scherwelle (Transversalwelle) Erdbebenherd Erdbebenwarte 1 2 53.3 Modellhafte Darstellung von P-Wellen (oben) und S-Wellen (unten) in Gestein. Die P-Welle schwingt bei einem Erdbeben in die Ausbreitungsrichtung der Welle, ist also eine Longitudinalwelle. Die S-Welle bewegt sich quer zur Ausbreitungsrichtung, ist also eine Transversalwelle. 53 Wellen 2 Mechanische Wellen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU2NDQ5MQ==