Geo - Erdbeben

untersucht Entstehung, Ausbreitung und Auswirkung von Erdbeben

bei plötzlichem Verschieben wird Grossteil der Energie als Reibungswärme umgewandelt, die sich in Form von wellenförmigen Schwingungen vom Erdbebenherd in alle Richtungen wegbewegt

senkrecht über Hypozentrum an Erdoberfläche gelegene am stärksten erschütterstes Gebiet

epi= über

Hypo= unter 

Erdbeben geht vom Erdbebenherd aus und pflanzt sich als Erdbebenwelle an Erdoberfläche und durchs Erdinnere fort. Mit Entfernung nehmen Bodenbewegung und Intensität (Fühlbarkeit, Schadenswirkung) ab

Erdbebenwellen vom Hypozentrum, die zuerst Epizentrum erreichen. Es sind Kompressions- oder Longitudinalwellen, die sich in Materie als eine periodische Verdichtung und Verdünnung der Teilchen in Fortpflanzungsrichtung ausbreiten. Geschwindigkeit: 6km/s

viel schneller als Schallwellen in Luft mit 344 m/s. P-Wellen sind wie wiederholtes Zusammenschieben und strecken der Gesteinsteilchen

halb so schnelle Fortpflanzungsrichtung (3.5 km/s)

sind die Scher- oder Transversalwellen, weil Gesteinsteilchen in senkrechter Ebene Schwingen, sich transversal zur Ausbreitungsrichtung bewegen

P+S Wellen sind Raumwellen, da sie sich ivom Hypozentrum her räumlich nach allen Richtungen ausbreiten

erreichen Raumwellen die Oberfläche, werden sie zu Oberflächenwellen, die sich nun entlang Erdoberfläche in äusserster Kruste fortpflanzen. Geschwindigkeit nur wenig langsamer als S-Wellen. Verursachen aber grössere Erschütterungen

Raleigh und Love wellen

P-Wellen, die wenn sie an die Oberfläche steigen zu RaleighWellen werden

S-Wellen, die wenn sie an die Oberfläche steigen zu Love-Wellen werden

P-Wellen breiten sin in Flüssigkeiten langsamer aus als in Festkörpern. S-Wellen können sich in Flüssigkeiten gar nicht bewegen. Aufgrund dessen lassen sich mit Seismologie Zusammensetzung, Verlauf und Mächtigkeit von Gesteinsschichten unter der Erdoerfläche erforschen, um Lagerstätten und Baugrund und das gesamte Erdinnere zu erkunden

Instrument zur Aufzeichnung von Erdbeben und zur Erforschung tiefer liegender Bereiche der Erde. Es sind hochempfindliche elektromechanische Geräte, die Bodenbewegungen im Bereich nm erfassen. 

an früher verwendeten Seismografen lässt sich Funktionsweise der Erdbebenmessung gut nachvollziehen: während Beben bewegt sich Boden, Aufhängung der Ruhemasse und Papier mit Seismogramm auf und ab. Schreibnadel ist mit Ruhemasse an Feder aufgehängt, bleibt wegen Trägheit an Ort und zeichnet eine Wellenlinie auf das fortbewegende Papier. Die Aufzeichnung heisst Seismogramm

Aussschläge (Amplituden) geben Bodenbewegungen am Standort des Seismometers in mm an. mit zunehmender Entfernung vom Hypozentrum nehmen Bodenbewegungen ab und damit die Schadenswirkung. 1992 erstmals Bodenwirkung mittels GPS exakt bestimmt

Die Erdbebenstärke wurde vor 200J angefangen aufzuzeichenen. Um vergleichbar zu machen, entstand eine 12-stufige Schadensskala, die Mercalli-Skala

EMS-98 (europ. makroseismische Skala)

Hier werden Auswirkung des Erdbebens in 12 Stufen beschrieben, was histrosiche Aufzeichnungen ermöglicht und Abschätzung Risiko in einer Region ermöglicht. Aber: keine Angaben zu freigesetzter Energie

obj. Mass für dieam Erdbebenherd freigesetzte Energie. 

zur Berechnung benötigt man 2 Werte aus Seismogramm: Grösse der max. Bodenbewegung (max. Amplitude) und Entfernung der seismischen Station zum Erdbebenherd (Abstand P-S-Wellen). Werte werden zwischen 0-9.5  (stärkstes Erdbeben in Chile 1960) auf weltwelt verwendeter Richterskala verweldet

ermöglicht obj. Beurteilung der Erdbebenstärke und jede seismische Station der Welt kann diesen Magnitude-Wert berechnen. 

Richterskala besitzt logarithmische Einteilung, jede Erhöhung ist verzehnfachung der Bodenbewegung. erdbeben mit mehr als 9.5 kaum vorstellbar aus wissenschaftlicher Sicht. 

Zwischen Magnitude und Grösse des Schadensgebiet besteht ein Zusammenhang

Verwendetes Mass (Magnitude) sagt wenig über die Auswirkungen aus. Bsp. Erdbeben 7,8 in menschenleeren Gebieten hat für Menschen keine Auswirkung, aber in besiedelten Gebiet muss man ab 5 mit Schäden an Gebäuden rechnen

seismische Seewoge, die bei Seebeben oder gravitativen Prozess (Rutschung, Bergsturz, plötz. Vulkanausbrüche, Meteoriteneinschlag grosse Wassermassen verdrängt) ausgelöst wird. Bei Seebeben nur dann, wenn Hypozentrum nahe Meeresgrund liegt, Magnitude von 7 oder mehr und senkrechte Erdbewegung vom Meeresboden die Folge ist. Dadurch wird gesamtes Wasservolumen vom Meeresgrund bis zur Wasseroberfläche in Bewegung versetzt. 

Auf offenem Meer erreichen Tsunamis mit Wellenlängen 100-500km und Geschwindigkeit 800-1000km/h lediglich eine Wellenhöhe von 50-100cm. Erst mit Erreichen einer Küste wird Welle durch Bodenreibung abgebremst, während eine gewaltige Wassermasse mit hoher Geschwindigkeit nachschiebt. Es schrumpft Wellenlänge, ohne dass sich mitgeführte Energie verringert: Tsunami baut sich zu Flutwelle bis 30m Höhe auf. 
Küste wird dann aber schwallartig überschwemmt. 

Thailand 2004 Tsunami mit sehr vielen Todesopfern

gibt für ein Gebiet Wahrscheinlichkeit an mit der ein Erdbeben mit einer best. Bodenbeschlunigung innerhalb best. Zeitraumes auftritt. in CH mässig bis mittl. Stärke Erdbeben möglich, aber seltener als in Türkei. Am stärksten Wallis, gefolgt von Basel, Graubünden und Alpennordland. 

Für Berechnung in CH wurde ein harter, felsiger Untergrund angenommen, bezügl. Schäden sind aber weichere Böden problematischer insb. Flusstäler und Seeufer weden wegen ihres weichen Untergrunds bis zu 10x stärker erschüttert als felsiger Standort. CH Land mit moderater Erdbeergefährdung, weis jedoch ein hohes Erdbebenrisiko aus. 

beschreibt das mögliche Schadensausmass und lässt sich berechnen aus Verknüpfung der Erdbebengefährdung des lokalen Untergrundes, der betroffenen Werte und deren Verletzbarkeit. Für betr. Werte gilt vereinfacht: je mehr Menschen in Gebiet leben, desto mehr Sachwerte und Gebäude sind vorhanden. 

Mit dieser Wertkonzentration steigt Schadensrisiko. Weiterer Faktor Verletzbarkeit der Gebäude, ein nicht erdbebensicheres gebautes Haus kann bereits bei mittelstarkem Beben einstürzen, während stabileres kunstruiertes Gebäude wesentlich stärkerem Beben standhält. Gebäude aus Mauerwerk sind anfälliger für Beben. Man kann diese nachr¨üsten und moderne Bauten entsprechend bauen. In Gebieten mit grosser Gefährdung muss Bevölkerung und Schutztruppen gut informiert sein.