Erdbeben und Logarithmus/Stärke von Erdbeben
Die Ausbreitung der seismischen Wellen erfolgt einerseits im Erdinneren als Raumwellen und andererseits an der Erdoberfläche als Oberflächenwellen. Bezüglich der Raumwellen unterscheidet man zwischen Longitudinalwellen (Primär-, kurz P-Wellen), und Transversalwellen (Sekundär-, kurz S-Wellen).
Kommt es zu einem Erdbeben, wird zuerst die P-Welle registriert. Anschließend folgt die S-Welle. Sie ist langsamer als die P-Welle. Mit den Ankunftszeiten der beiden Wellenarten kann bereits die Entfernung zum Hypozentrum berechnet werden. Man muss dafür den Zeitunterschied mit dem Faktor 8,2 multiplizieren: Ist der Zeitunterschied der Wellen zum Beispiel 5 Sekunden, so entspricht dies etwa einer Hypozentralentfernung von 41 km. Die Oberflächenwelle ist langsamer als die Raumwellen. Sie lässt einen Rückschluss über die Tiefe des Erdbebenherdes zu. Sehr tiefe Erdbeben erzeugen nahezu keine Oberflächenwellen mehr.[1]
Die Messung der seismischen Wellen erfolgt mit einem Seismographen.
Seismographen bzw. Seismometer sind Geräte zur Aufzeichnung der Bewegung des Erdbodens. Es existieren verschiedene Funktionsweisen davon. Neben mechanischen Systemen gibt es unter anderem auch elektromagnetische Systeme, welche die Bodenbewegungen registrieren und verstärken können. Das Funktionsprinzip eines mechanischen Seismographen basiert auf dem Prinzip des gedämpften Pendels. Eine schwere Masse ist an einem Gelenk montiert und mit einer Feder (Dämpfung) zur Unterdrückung der Eigenschwingung verbunden. Die Erdbewegung wird über die Grundplatte auf das Gerät übertragen, die Masse bleibt jedoch aufgrund ihrer Trägheit in Ruhe. So wird die Bewegung des Erdbodens aufgezeichnet. Heute werden Bodenbewegungen mithilfe modernerer Breitbandseismometer registriert und digital verarbeitet.[2]
Im folgenden Videoausschnitt ist die Funktionsweise eines Seismographen vereinfacht dargestellt:
Seismograph
- Lies dir die obige Info zum Thema Seismograph genau durch.
- Schaue dir das zugehörige Video aufmerksam an. Stoppe es bei Minute 4:51.
- Nimm den Arbeitsplan (Aufgabe 7: Seismograph) zur Hand.
- Skizziere die Abbildung, die du in Minute 4:51 siehst, auf den Arbeitsplan und beschrifte die Skizze. Notiere dir dazu die wichtigsten Infos zur Funktionsweise eines Seismographen stichwortartig.
- Bilde gemeinsam mit 1-2 Mitschülerinnen oder Mitschülern ein Team.
- Versucht nun, mithilfe der untenstehenden Videoanleitung selber einen Seismographen zu bauen. ACHTUNG: Das Video ist in englischer Sprache. Ihr könnt euch unter Einstellungen (Untertitel - Automatisch übersetzen - Deutsch) deutsche Untertitel anzeigen lassen.
- Diese Materialien solltet ihr selber haben: Stifte, Schere, Kleber, Lineal.
- Diese Materialien bekommt ihr von der Lehrperson: Karton, Kartonbox, Sand, Becher, Cuttermesser, Faden, Strohhalm, Papierstreifen.
- Sehr euch das Video zuerst einmal vollständig an.
- Teilt euch die Arbeitsschritte sinnvoll auf.
- Startet anschließend das Video noch einmal und baut parallel dazu euren Seismographen.
- Der beste Seismograph gewinnt! (Die Teams können sich gegenseitig Punkte für Kreativität, Ordentlichkeit und Funktionsfähigkeit geben. Das Team mit den meisten Punkten gewinnt einen Preis.)
GEOWEB ist ein Service der ZAMG. Ein Teil davon ist das Live-Seismogramm. Es zeigt, dass die Erde ständig in Bewegung ist. Starte das Live-Seismogramm unter diesem Link und erkunde, was es zu bieten hat!
- ↑ Österreichischer Erdbebendienst der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (2011). Erdbeben: Ein Ratgeber. Zugriff am 2021.07.14 auf https://www.zamg.ac.at/cms/de/dokumente/geophysik/erdbebenbroschuere_2011.pdf.
- ↑ Clauser, C. (2016). Einführung in die Geophysik: Globale physikalische Felder und Prozesse in der Erde. Berlin und Heidelberg: Springer Spektrum.
