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Folgen tektonischer Prozesse

Skripte
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Täglich werden weltweit über 9.000 Erdbeben gemessen - wir leben somit auf einem sehr unruhigen Planeten. Du hast dich bereits mit der Plattentektonik auseinandergesetzt und weißt, dass die Platten in ständiger Bewegung sind. Die plattentektonischen Prozesse führen zu Erdbeben, Vulkanismus und auch zu Gebirgsbildungen. Im folgenden Skript lernst du die Folgen der tektonischen Prozesse anhand der Beispiele Erdbeben und Tsunami kennen.

Erdbeben

Unter einem Erdbeben verstehst du Erschütterungen des Erdbodens durch endogene Vorgänge in der Erdkruste. Allgemein wird unterschieden zwischen Einsturzbeben, vulkanischen Beben und tektonischen Beben. Im Folgenden werden dir die tektonischen Beben genau erklärt, welche etwa 90% aller Beben entsprechen. Es lösen sich hohe Druckspannungen, die zu der Entstehung von Gesteinsbewegungen im Untergrund führen.
Der Erdbebenherd oder das Hypozentrum ist der Punkt, an welchem ein Erdbeben entsteht. Die seismischen Wellen breiten sich von dort ringförmig aus. Senkrecht über dem Hypozentrum liegt das Epizentrum, auf der Erdoberfläche. An dieser Stelle kommt es zu den stärksten Erschütterungen und Zerstörungen.

Wie werden Erdbeben erfasst und gemessen?

Auf der ganzen Welt gibt es Messstationen, welche Erdbeben registrieren. Ein sogenannter Seismograph zeichnet dies auf. Sowohl horizontale als auch vertikale Erderschütterungen werden erfassst und in einem Seismogramm aufgezeichnet. Während eines Erdbebens bewegt sich die Papierrolle des Seismographs und die Schreibnadel zeichnet diese Veränderungen auf. Die Nadel bewegt sich nur während eines Bebens, ansonsten bleibt sie ruhig, die Nadel zeichnet somit keine Schwingungen auf. Mittlerweile erfolgt eine solche Aufzeichnung wesentlich genauer, in digitaler Form.
Mithilfe der Richterskala ist es möglich, die Stärke eines Erdbebens zu berechnen. Dies bezeichnet man als Magnitude. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Entfernung der Messstation zum Epizentrum und die Amplitude, also den maximalen Ausschlag der Schreibnadel. Die Stärke eines Erdbebens gibt Werte von 0 bis 9,5 an. Die letzte Zahl entspricht dem am bisher stärksten gemessenen Erdbeben, welches 1960 in Chile aufgezeichnet wurde. Mit jeder weiteren Stärke nimmt die freigesetzte Energie um den Faktor 32 zu. Somit ist ein Erdbeben der Magnitude 4 32-mal so stark wie eines der Magnitude 3. Wissenschaftler halten es für unrealistisch und nahezu unmöglich, dass eine Erdbebenstärke von 10 überschritten wird, obwohl die Richter- Skala nach oben offen ist.
Während eines Erdbebens gibt es unterschiedliche Arten von Erdbebenwellen. Zunächst erscheinen die Primärwellen (P- oder Kompressionswellen) - hierbei wird die Erdkruste zusammengeschoben und gestreckt, die Bewegungen erfolgen horizontal. Daraufhin folgen etwas langsamer die Sekundärwellen (S- oder Scherwellen), welche zu senkrechten Schwingungen der Gesteine führen. Gelangen die P- und S- Wellen an die Oberfläche, so handelt es sich um Oberflächenwellen - die Energie wirkt sich auf die obersten Gesteinsschichten aus und erreichen währenddessen die stärksten Erschütterungen.
Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 2: Die Arten von Erdbebenwellen.
Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 2: Die Arten von Erdbebenwellen.

Rückschlüsse auf den Schalenbau der Erde

Erdbebenwellen, die das Erdinnere durchqueren, können sehr viel über den Schalenbau der Erde aussagen. P- Wellen breiten sich in festem Material schneller aus als in flüssigem. S- Wellen hingegen bewegen sich in flüssigem Material überhaupt nicht fort. So fand man auch heraus, dass der äußere Erdkern flüssig ist, während die Asthenosphäre zäh plastisch ist. Die unterschiedlichen Schalen werden durch Diskontinuitätszonen voneinander abgetrennt und sind durch extreme Wechsel der Geschwindigkeiten von P- und S- Wellen erkennbar.

Tsunami

Ein Tsunami wird durch Erdbeben, Vulkanausbrüche oder Hangrutschungen im Meer hervorgerufen. Der Begriff Tsunami stammt aus dem Japanischen - "tsu" heißt Hafen und "nami" die Welle. Dementsprechend handelt es sich um eine Welle, die in Buchten und Häfen große Schäden anrichtet und in diesen Bereichen sehr ausgeprägt ist. Durch die plötzliche Hebung oder Senkung des Meeresbodens breiten sich die Wassermassen über große Entfernungen hinweg aus.
Die Wellen schwingen sehr langsam, der zeitliche Abstand der Wellen, also die Periode, kann zwischen mehreren Minuten bis zu zwei Stunden variieren. Dies ist abhängig von der Größe und Orientierung des Entstehungsgebiets, sowie der Wassertiefe. Je tiefer das Wasser ist, desto größer sind die Abstände zwischen den Wellen. Im flachen Wasser der Küstengebiete entstehen dadurch große Wassertürme mit Höhen über zehn Metern.
Wie bereits bekannt entstehen Erdbeben meist in Subduktionszonen. Der Randbereich des Pazifiks befindet sich in solch einer Zone. Wie du in Abbildung 3 sehen kannst, sind Vulkangürtel die Folge. Der demnach benannte "Ring of Fire" verursacht außerdem häufig Tsunamis. Allerdings treten Tsunamis auch im indischen Ozean, im Atlantik oder im Mittelmeer auf.
Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 3: Der Ring of Fire im Pazifik.
Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 3: Der Ring of Fire im Pazifik.
Allgemein besteht ein Tsunami aus mehreren aufeinanderfolgenden Wellen, bis zu zehn Wellen sind nicht selten. Somit besteht die Tsunamigefahr oft noch viele Stunden nach dem Antreffen der ersten Welle, meist hat diese nämlich nicht die größten Auswirkungen.

Indischer Ozean 2004

Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 4: Nach dem Tsunami am 26. Dezember 2004.
Lithosphäre: Folgen tektonischer Prozesse
Abb. 34: Nach dem Tsunami am 26. Dezember 2004.
Die Vielzahl an Erdbeben und die daraus resultierenden Tsunamis zeigen die zum Teil sehr schlimmen Folgen der tektonischen Prozesse. Aufgrund der Plattentektonik und der ständigen Bewegung, leben wir auf einem sehr unruhigen, dynamischen Planeten. In diesem Skript hast du bereits die Phänomene Erdbeben und Tsunami kennengelernt. Im nächsten Skript erfährst du wichtige Aspekte zum Vulkanismus, welcher ebenfalls durch die tektonischen Prozesse hervorgerufen wird.
Bildnachweise [nach oben]
[1]
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ e/eb/Seismogram_at_Weston_Observatory.JPG – A seismogram being recorded by a seismograph at Weston Observatory in Massachusetts, USA., Z22, CC BY-SA 3.0.
[2]
© 2016 – SchulLV.
[3]
© dpa - bearbeitet von SchulLV 2016.
[4]
Public Domain.
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