Erdbeben und deren Ursache

Allgemeines über Erdbeben
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 oder Schadensminderung treffen. Oft lässt sich die Ursache bereits aus den Seismogrammen (Aufzeichnungen) der Seismometer (seismische Messgeräte) erkennen, da verschiedene Ursachen zu unterschiedlichen Seismogrammen führen.

Bei Erdbeben werden zwei Hauptgruppen unterschieden:

  • Natürliche Erdbeben
    Zu den natürlichen Erdbeben, deren Ursache unterirdische Massenverlagerungen sind, gehören die tektonischen, vulkanischen Erdbeben, sowie Einsturzbeben (z.B. Dolinen im Karst). Einen Sonderfall stellen die sogenannten Impaktereignisse durch auf der Erdoberfläche einschlagende Himmelskörper dar, die man ebenfalls zu den natürlichen Erdbeben zählen kann.
     
  • Induzierte Erdbeben
    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.

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 sogenannten ozeanischen Rücken (Mittelatlantischer-, Indischer-, Pazifischer Rücken, u.s.w.) tritt das nachströmende flüssige Gestein am Meeresboden aus und treibt die benachbarten Platten einige Zentimeter pro Jahr weiter auseinander. An den Plattengrenzen - auch Kontinentalränder genannt - taucht eine schwere ozeanische Platte wiederum unter eine leichte kontinentale Platte. Treffen 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.


Ursache von Erdbeben
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 und 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 und die Intensität (Fühlbarkeits- und 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.

Schematische Darstellung einer Entstehung eines Erdbebens




Ausbreitung von Erdbebenwellen
a) Schnitt durch das Herdgebiet
b) Isoseistenkarte

Erdbeben und deren Ursache