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Erdbeben und Vulkanismus

Gliederung:

Erdbeben  
  Einleitung
  Allgemeines
  Entstehung
  Ursachen
  Messung
Vulkanismus  
  Einleitung
  Entstehung
  Folgen / Auswirkungen
schwerste Erdbeben und Vulkanausbrüche  
Zusammenfassung  
Literaturangabe  

Erdbeben:

Die häufigsten und die schwersten Erdbeben gibt es in der Randzone des Pazifischen Ozeans entlang der Tiefseegräben. Bekanntestes Beispiel hierfür ist die San Andreas - Verwerfung in Kalifornien. Erdbebenreich ist auch die zentrale Bruchzone, die sich vom Mittelmeer, Kleinasien und den Iran über die zentralasiatischen Hochgebirgsketten bis Sumatra (Indonesien) hinzieht und in Mittelamerika und Westindien ihre Fortsetzung findet Jährlich werden etwa 150 000 Erdbeben registriert, davon rund 20 Großbeben. Erdbeben sind in den meisten Fällen an Verwerfungslinien gebunden, wo sich Erdschollen gegeneinander verschieben oder sich verbiegen, so dass Spannungen im Erdinnern entstehen, die sich dann in Form eines Erdbebens plötzlich entladen. Die Schwere eines Bebens wird neben der Art der Spannung auch vom Gesteinsuntergrund bestimmt Während festes Gestein das Erdbeben dämpfen kann, erfährt es bei lockerem Untergrund durch die Eigenbewegung eine Verstärkung. Häufig haben Erdbeben die Entstehung von Erdspalten, Schlamm-, Wasser- und Gasausbrüchen sowie Senkungen, Erdrutsche oder sogar Bergstürze zur Folge. Nach untermeerischen Beben (Seebeben) kommt es oft zu den gefährlichen Flutwellen (Tsunamis). Erdbeben sind Erschütterungen, die sich, von einem Erdbebenherd ausgehend, über einen großen Teil der Erdoberfläche und des Erdinnern oder die ganze Erde (Weltbeben) ausbreiten.

Allgemeines:

Unter einem Erdbeben versteht man eine Erschütterung der Erdkruste. Diese Erschütterung kann verschiedene Ursachen haben. Erst wenn die Ursache bekannt ist, lassen sich gegebenenfalls auch Maßnahmen zur Verhütung od. Schadensminderung treffen. Oft lässt sich die Ursache bereits aus dem Seismogramm der Seismometer erkennen, da verschiedene Ursachen zu unterschiedlichen Seismogrammen führen. Bei Erdbeben werden zwei Hauptgruppen unterschieden: 1. das natürliche, 2. das induzierte Erdbeben. Zu den natürlichen Erdbeben, deren Ursache unterirdische Massenverlagerungen sind, gehören die tektonischen, vulkanischen Erdbeben, sowie Einsturzbeben. Einen Sonderfall stellen die sogenannten Impakt-Ereignisse 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 etc.), Talsperren, das Einpressen von Flüssigkeiten in die Erdkruste und Sprengungen.

Entstehung:

Die meisten stärkeren Erdbeben sind tektonischer Natur. Sie entstehen durch eine plötzliche Verschiebung entlang einer bereits existierenden Bruchzone. Diese Bruchzone kann eine Plattengrenze sein - oder eine Bruchzone im Inneren einer Platte. Die stärksten Erdbeben treten an Plattengrenzen auf (Alaska, Japan, Chile). Unter Platten versteht man die starren Teile der Erdkruste und die darunter liegenden Bereiche des oberen Erdmantels. Der die Platten antreibende Mechanismus ist durch Strömungen des flüssigen Gesteins im Erdinneren zu erklären. Entlang der sog. ozeanischen Rücken (Mittelatlantischer -, Indischer-, Pazifischer Rücken etc.) tritt das nachströmende flüssige Gestein am Meeresboden aus und treibt die benachbarten einige Zentimeter pro Jahr weiter auseinander. An den Plattengrenzen - auch Kontinentalränder genannt - taucht eine schwere ozeanische Platte wiederum unter eine leichte Platte. Treffen hingegen zwei kontinentale Platten aufeinander, so kommt es zu einer Kollision. Die eine Platte kann sich nicht mehr unter die andere schieben. Die Kollision führt zu einer Stauchung der Platten, die sich in einer extremen Gebirgsbildung, wie z.B. dem Himalaja, äußert. Diese Vorgänge führten auch zur Bildung der Alpen. Im Rahmen dieser Gebirgsbildung kam es zur Ausbildung von Bruchzonen, entlang denen sich die Erdbeben im alpinen Raum ereignen.

Ursachen:

Wenn der Reibungswiderstand gegen den durch die Platten übertragenen Druck entlang einer Bruchzone überschritten wird, dann kommt es zu einer plötzlichen Verschiebung, die einen Spannungsabbau bewirkt u. sich als Erdbeben äußert. Ein Großteil der zur Verfügung stehenden Energie wird als Reibungswärme freigesetzt. Nur ein kleiner Prozentsatz der Gesamtenergie wird in seismische Energie umgewandelt die in Form von wellenförmigen Schwingungen nach allen Richtungen hin abgestrahlt wird. Je größer die Bruchfläche im Erdinneren ist, die sich bei einem Erdbeben verschiebt, desto mehr seismische Energie wird freigesetzt Die Schwingungsenergie hat im Epizentrum (an der Erdoberfläche, über dem Erdbebenherd Hypozentrum) ihre größte Wirkung. Mit zunehmender Entfernung vom Hypozentrum nehmen die Bodenbewegungen u. die Intensität (Fühlbarkeits- u. Schadenswirkung) ab. Ausnahmen können Gebiete mit Sedimentbedeckungen bilden, die die Auswirkungen lokal erhöhen können, wie dies z.B. 1985 in Mexico City der Fall war.

Messung:

Erdbeben werden an Hand der Richter - Skala od. der Mercalli-Skala gemessen. Die Richter Skala misst die Erdbebenenergie in 8 Stufen, jede Stufe entspricht einer Energie die zehnmal stärker ist als die bei der Stufe davor. Die Mercalli- Skala hat 12 Stufen und misst die Auswirkungen des Erdbebens.

Vulkanismus:

Die Zone des auf der Erdoberfläche sichtbaren, aktiven Vulkanismus konzentriert sich ebenso wie bei den Erdbeben auf die Randzone des Pazifischen Ozeans. Hier werden durch das Abtauchen von tektonischen Platten im Bereich der Tiefseegräben Gesteinsmassen durch Druck und Reibung zu Magma aufgeschmolzen, die dann den Herd für die randpazifischen Vulkane bilden. Im Durchschnitt kommt es jährlich weltweit zu 50 bis 60 Vulkanausbrüchen.


Entstehung:

Man unterscheidet zwei Haupttypen von Vulkanen: den effusiven und den explosiven Typ. Entscheidend für den Typ ist die Viskosität d.h. die Zähigkeit des Magmas. Beim sogenannten Hawaii-Typ, zu dem auch der Piton de la Fournaise zählt ist das Magma sehr dünnflüssig. Die darin enthaltenen Gase können deshalb leicht aus dem Krater entweichen. Solche Vulkane erzeugen lang anhaltende, weit fließende Lavaströme. Diese sind aber relativ langsam, da sie ungehindert aus dem Krater heraus quellen können. Solche Ausbrüche nennt man effusiv. Der zweite Typ von Vulkanen, zu dem auch der Soufriere Hills Vulkan auf Montserrat gehört, ist der wesentlich bedrohlichere. Wenn er ausbricht, kommt es zu regelrechten Explosionen, die Asche, Gase und Gestein über weite Strecken schleudern können. Zu explosiven Ausbrüchen kommt es nur, wenn in tiefen Regionen des Erdmantels ein sehr dichtes Magma abgeschmolzen wird. Es steigt auf in Richtung Erdkruste, weil es leichter ist als das umliegende kompakte Gestein. Unmittelbar unter der obersten Krustenschicht, unserem Erdboden, sammelt es sich in einer Kammer. Diese ist nach oben durch Gestein von früheren Ausbrüchen verstopft. Das aufsteigende Magma drückt dagegen, und sprengt durch den Druck irgendwann den Pfropfen in einer großen Explosion davon. Die Explosivität diese Typs steigert sich noch um ein Vielfaches, je mehr Wasser mit im Spiel ist. Wie gelangt Wasser ins Magma? Eine Erdplatte schiebt sich unter eine andere. In der ozeanischen Platte befindet sich sehr viel Gestein, in dem Wassermoleküle eingebaut sind. Ist dieses wasserreiche Gestein erst bis in eine bestimmte Tiefe vorgeschoben worden, beginnt ein Schmelzprozess, bei dem jetzt auch das mineralisch gebundene Wasser wieder freigesetzt wird. Zusammen mit dem Magma steigt es auf und nimmt immer mehr gasförmige Gestalt an. Wasser hat nun aber die Eigenschaft, sich enorm auszudehnen, wenn es gasförmig wird. Aus einem Liter Wasser werden 1244 Liter Dampf! Je weiter das Wasser mit dein Magma nach oben steigt, um so mehr dehnt es sich aus. Und wenn erst einmal der Weg nach außen durch eine initiale Explosion freigesprengt ist, dehnt sich das heiße Wasser schlagartig auf seine maximale Größe aus. Es kommt zu einer gewaltigen Dampfexplosion.

Unter der Mitwirkung gespannter Gase steigt das Magma vom Vulkanherd durch einen Schlot an die Erdoberfläche und verlässt den Krater in Form von Lava (Gesteinsschmelzfluss) oder von Lockermassen als Lapilli, vulkanische Bomben, Aschen u. a. . Es gibt auf der Erde rd. 475 - 500 tätige Vulkane. Der höchste Vulkangipfel ist der Aconcagua in den Anden. Vulkane sind durch vulkanische Tätigkeiten entstandene geologische Formen, deren Gestalt u. a. von Art und Dauer der Eruption bzw. Effusion, vom geförderten Material und von den Oberflächenformen der Ausbruchstellen abhängt. Unterschieden werden fünf Haupttypen: Lavavulkan, Schildvulkan, Strato- oder Schichtvulkan, Lockervulkane, Gasvulkane und vulkantektonische Horste. - Er lischt die eigentliche vulkanische Tätigkeit, treten sog. postvulkanische Erscheinungen auf, z.B. Fumarolen und Geysire. Die tätigen oder aktiven Vulkane zu unterscheiden, ist manchmal sehr schwierig. Viele befinden sich wahrscheinlich nur in einer Ruhepause (untätige oder ruhende Vulkane) und können ganz unerwartet wieder aktiv werden. Auf den Kontinenten und Inseln gibt es heute über 480 tätige Vulkane. Die stärkste vulkanische Tätigkeit findet sich auf Island, in Zentralamerika, Neuseeland, auf Java, den Aleuten und in Italien.

Folgen / Auswirkungen:

Vulkane bringen nicht nur Tod, sondern auch Leben. Ihre Asche und Lava zerfallen zu phosphor- und kaliumreicher Erde - schwarzer Mutterboden, ein fruchtbarer Segen für die Landwirtschaft. Aus den Wolken, die am Berg hängen bleiben fällt der nötige Regen. Deshalb haben sich viele Bauern auf Lavaland angesiedelt Auch am Ätna ist das der Fall: um den sizilianischen Vulkan wachsen Artischocken, Pfirsiche, Oliven, Wein, Äpfel, Feigen, Kirschen, Bananen, Pfeffer, Nüsse u. v. m.. Die durch vulkanische Tätigkeit verursachten oder ausgelösten Schäden können katastrophale Ausmaße erreichen wie beim Ausbruch des Tambora (1815), des Krakatau (1883), des Montagne Pelée (1902), sind aber zeitlich und räumlich begrenzt. Andererseits sind Böden auf vulkanischen Gesteinen sehr fruchtbar; Schwefel, Erze und Geothermische Energie werden in Vulkangebieten gewonnen.


Die schwersten Erdbeben und Vulkanausbrüche der Historie:

1960: Erdbeben in Agadir (Marokko); ca. 12 000 Tote
1963: Ausbruch des Vulkans Agung auf Bali; ca. 1500 Tote - fast 80 000 obdachlos
1968: Erdbeben im Nordosten und Osten Irans; ca. 10500 Tote
1970: Erdbeben in Nordperu; ca. 70 000 Tote - 800 000 obdachlos
1976: Erdbeben in China; ca. 655 200 Tote
1978: Erdbeben in Tabas (Iran); ca. 25 000 Tote
1980: Erdbeben in Salerno, Avellino und Potenza (Süditalien); ca. 3 100 Tote - 335 000 obdachlos
1984: Vulkanausbruch Mauna Loa in Hawaii (USA)
1984: Vulkanausbruch Mount St. Helens in Washington (USA)
1985: Ausbruch des Vulkans Nevado de Ruiz in Kolumbien; 23 000 Menschen durch Schlammmassen getötet
1987: Serie von Erdbeben in Ecuador, rund 2000 Tote
1993: Vulkanausbruch Mayon Philippinen
1994: Erdbeben im Süden Kaliforniens; 61 Tote
1999: Erdbeben in Griechenland, in der Türkei u. in Taiwan


Zusammenfassung:

1.ERDBEBEN:

- natürliche Erschütterungen der Erdoberfläche mit tiefem Ausgangspunkt (Hypozentrum); durch Einsturz von Hohlräumen (Einsturzbeben), durch Vulkanismus (Ausbruchsbeben), vor allem aber tektonische Beben (Dislokationsbeben)

- Erdbeben wird am stärksten im Epizentrum (senkrecht über dem Hypozentrum) empfunden

- Wirkungen: Spaltenbildung, Gas-, Wasser- und Schlammausbrüche, Bergstürze und Flutwellen

- Erdbebenforschung (Seismologie) nutzt die automatische Aufzeichnung seismischer Wellen

- Erdbebenstärke wird nach der Mercalli- (Intensität) oder der Richter-Skala beschrieben Richterskala: Messung der Erdbebenenergie Mercalli- Skala: misst Auswirkungen des Erdbebens

- Gebiete starker Erdbebentätigkeit: Ränder des Pazifischen Ozeans, Zone junger Faltengebirge von Indonesien über den Himalaja bis in den Mittelmeerraum und das System der ozeanischen Rücken (Riffzonen)

- jährlich werden circa 150 000 Erdbeben registriert, davon rund 20 Großbeben

2. VULKANISMEN:

- Vulkan = durch Anhäufung von vulkanischen Förderprodukten entstandener "feuerspeiender Berg"

- unter Mitwirkung gespannter Gase steigt das Magma vom Vulkanherd durch einen Schlot an die Erdoberfläche und verlässt den Krater in Form von Lava (Gesteinsschmelzfluss) oder von Lockermassen als Lapilli, vulkanischen Bomben, Aschen u.a.

- auf der Erde gibt es ca. 475 - 500 tätige Vulkane

- höchster Vulkangipfel ist der Aconcagua in den Anden

 

Literaturangabe:

- www.quarks.de/vulkan/k03.htm

- www.zarng.ac.at/geophys/erdall.htm

- Das Grosse Illustrierte Lexikon. Orbis Verlag. Braunschweig.

- Erdbeben. 1. Auflage. BSB Teubner. 1986.

- Vulkane und Vulkanismen. Horst Rast. 3. Auflage. BSB Teubner. 1987.

- Weltraum, Erde, Leben und Geschichte. Bibliographisches Institut & F.A. Brockhaus AG. Mannheim. 1996.

 

Copyright © 1999 Susanne Hörle and Kristin Thierfelder