Plattentektonik.

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1 Plattentektonik

2 Merke: Es lassen sich drei wesentliche Typen von Plattengrenzen unterscheiden: Konvergenzränder: Die Platten bewegen sich aufeinander zu. Dabei wird eine der beiden Platten unter die andere gedrückt und ihr Material im Erdinneren eingeschmolzen. Typische Beispiel: Himalaya; Alpen; Tiefseegräben.                         Divergenzzonen: Die Ränder der Platten werden durch neu gebildetes Material auseinandergedrückt. Es entstehen langgezogene Grabenbrüche. Typisches Beispiel: Ostafrikanischer Graben Horizontalverschiebungen: Zwei Platten gleiten in horizontaler Richtung aneinander vorbei. Typisches Beispiel: San Andreas Graben in Kalifornien Plattentektonik

3 Mit der Plattentektonik hängt der Vulkanismus eng zusammen.
Überall dort wo A Platten divergieren B Platten subduziert werden C Hot spots von unten durch die Kruste glühen – gibt es den Vulkanismus, bei dem Magma aus dem Erdinneren austritt. Plattentektonik

4 Bilder zum Vulkanismus: Lavafontäne am Pu‘u O‘o auf Hawaii
©J.D. Griggs / USGS Plattentektonik

5 Bilder zum Vulkanismus:
Aschenwolken und Aschenströme am Mount St. Helens, Kanada © USGS Plattentektonik

6 Bilder zum Vulkanismus: Smoker und Feuerspeier
Plattentektonik

7 Bilder zum Vulkanismus:Dünnflüssige Pahoehoe-Lava, Hawaii
©J.D. Griggs / USGS ©J.D. Griggs / USGS ©J.D. Griggs / USGS ©J.D. Griggs / USGS Plattentektonik

8 Bilder zum Vulkanismus: Lavaströme am Kilauea, Hawaii © U S G
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9 Bilder zum Vulkanismus: Strobmoli, Italien 1969 © B.Chouet / USGS
Plattentektonik

10 Die Verteilung der Erdbeben auf der Erde
Plattentektonik

11 Erdbeben ¬ Begriffe (für das GLOSSAR)
Epizentrum: Punkt an der Erdoberfläche über dem →Hypozentrum. Das Epizentrum wird durch die geographischen Koordinaten von Längengrad und Breitengrad angegeben. Herdtiefe: Tiefe eines Erdbebens (in Kilometern) unter der Erdoberfläche. Die Erdbebenherde liegen meist zwischen 5 km und 70 km Tiefe. Herdzeit: Uhrzeit des Beginns eines Erdbebenprozesses in Greenwich Meantime (GMT = Weltzeit). Plattentektonik

12 Erdbeben Intensität: Magnitude: Maß für die Schadenswirkung.
In Europa werden oft die Skala MSK 1964 (Medvedev, Sponheuer, Karnik) und die EMS (European Macroseismic Scale) verwendet. Beide haben 12 Stufen. Die Intensität hängt von der Entfernung zum Epizentrum und den örtlichen Untergrundbedingungen ab. Magnitude: Gemessen in der Richter-Skala, einem logarithmischen Mass für die seismische Energie eines Erdbebens. Zur Bestimmung der Magnitude müssen die Bodenbewegungen als Seismogramme mit Seismometern gemessen werden. Eine Erhöhung der Magnitude um eine Einheit entspricht einer Vergrößerung der Bodenbewegung um den Faktor 10 und einer Erhöhung der Energie auf etwa das 30fache. Plattentektonik

13 Erdbeben Mikrobeben: P-Wellen: Seismizität: Seismogramm:
Erdbeben mit einer Magnitude unter 2. P-Wellen: Am schnellsten laufende seismische Longitudinalwellen, die bei einem Erdbeben erzeugt werden. Sie breiten sich im Erdinneren aus. Seismizität: Erdbebenaktivität einer Region, zeitliche Verteilung und Stärke der Beben. Seismogramm: Mit einem Seismometer erstellte Abbildung des zeitabhängigen Verlaufs der Bodenbewegung an einem Stationspunkt während eines Erdbebens. Plattentektonik

14 Plattentektonik

15 Etc.: http://www.noezsv.at/wastun/erdbeben/fachwoerter.htm
Erdbeben Seismologie: Seismologie ist die Lehre von Erdbeben und der Entstehung und Ausbreitung  seismischer Wellen durch und über die Erde. Ein Seismologe ist ein Wissenschaftler, der Erdbeben und seismische Wellen untersucht. Seismometer: Erdbebenmeßgerät, das die Bodenbewegungen erfasst. Das physikalische Prinzip eines Seismometers ist das eines Pendels. Störung: Geologische Trennfläche im Untergrund entlang derer sich Gesteinspartien verschoben haben oder noch verschieben. S-Wellen: Nach den P-Wellen zweitschnellste Art seismischer Wellen. S-Wellen heißen auch Transversal- oder Scherwellen. Tektonik: Lehre vom Bau der Erdkruste und der Kräfte und Bewegung, die den Aufbau der Kruste verändern. Etc.: Plattentektonik

16 Der älteste Seismograph der Welt stammt aller Wahrscheinlichkeit
nach aus China - er wurde um das Jahr 132 nach Christus von Zhang Heng, dem kaiserlichen Astronom der Han-Dynastie 1600 Jahre vor dem ersten europäischen erfunden. Plattentektonik

17 Seismogramme (1) Atombombenexplosion auf Mururoa, , Magnitude 4,8 (2) Starkes Erdbeben bei den Nikobaren, , Magnitude 7,3 (3) Erdbeben indischer Ozean ("Tsunami-Erdbeben"), , Magnitude 9,3 Plattentektonik

18 Erdbeben Plattentektonik

19 Erdbeben Raumwellen Diese Wellen breiten sich innerhalb von Körpern aus. P-Wellen Die P- oder Primärwellen schwingen parallel zur Ausbreitungsrichtung (=Longitudinalwellen) und können sich in festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten. P-Wellen sind daher Verdichtungswellen wie etwa der Schall. S-Wellen Die S-Wellen oder Sekundärwellen schwingen quer zur Ausbreitungsrichtung Sie sind Scherwellen oder Transversalwellen, die sich nicht in Gasen oder Flüssigkeiten ausbreiten. Daher kann man flüssige Bereiche im Erdinneren daran erkennen, dass dort keine S-Wellen laufen. Plattentektonik

20 Erdbeben Oberflächenwellen
Sie entstehen dadurch, dass P- oder S-Wellen in die Erdoberfläche hinein gebrochen werden. Ähnlich den P- und S-Wellen können auch sie längs oder quer zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Ihre Amplitude nimmt mit der Tiefe ab. Die Amplitude der Oberflächenwellen nimmt zudem mit der Entfernung r nur um einen Faktor 1/r ab und nicht wie Raumwellen um den Faktor 1/r². Love-Wellen Die Love-Wellen wurden nach einem Britischen Mathematiker gleichen Namens benannt, der 1911 als erster ein mathematisches Modell für die Ausbreitung dieser Wellen aufstellte. Sie sind die schnellsten Oberflächenwellen, breiten sich aber langsamer als die S-Wellen aus. Die Bodenbewegung erfolgt in horizontaler Richtung, senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Rayleigh-Wellen bereits 1855 von Lord Rayleigh mathematisch vorausgesagte Wellenart, bei der der Boden in einer elliptischen Bewegung ähnlich wie Meereswellen rollt. Die meisten Erschütterungen, die bei einem Erdbeben gespürt werden, sind in der Regel Rayleigh-Wellen, die die größten Amplituden erreichen. Plattentektonik

21 Erdbeben Plattentektonik

22 Erdbeben Love-Wellen Rayleigh-Wellen
Plattentektonik

23 Erdbeben Merke: Die Frequenzen der Erdbebenwellen liegen im Bereich zwischen 0,1 Hz und 30 Hz. Aufgrund der unterschiedlichen Fortpflanzungsgeschwindigkeiten von P- und S-Wellen treffen diese auch zu unterschiedlichen Zeiten an einer seismographischen Station ein. Aus dem Laufzeitunterschied kann auf die Entfernung des Epizentrums geschlossen werden. Plattentektonik

24 Triangulation der Laufzeitunterschiede:
Erdbeben Triangulation der Laufzeitunterschiede:                                                         Für Atlanta gilt: Dt = 320 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rAtlanta » 2,98·103 km Für St. Paul gilt: Dt = 230 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rSt. Paul » 2,14·103 km Für Berkeley gilt: Dt = 92 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rBerkeley» 856 km Plattentektonik

25 Horizontalverschiebung
Erdbeben Konvergenz Horizontalverschiebung Plattentektonik

26 Die Spannungen werden vor allem durch die Plattentektonik Verursacht.
Erdbeben Ursachen und Auslöser Die Spannungen werden vor allem durch die Plattentektonik Verursacht. Der aktuelle Anlass kann jedoch unscheinbar sein: Meteorologische Faktoren: Temperaturschwankungen, die über thermische Spannungen den Deformationszustand eines festen Körpers beeinflussen können. Luftdruckschwankungen können den Erdkörper vertikal be- oder entlasten. Niederschlagsbelastung: Im Boden einsickernder Niederschlag verändert ebenfalls vor allem die vertikale Belastung des Erdkörpers. Rotation der Erde: Corioliskräfte und die Polflucht, die sich auf die Platten auswirken werden auch in Zusammenhang mit der Auslösung von Erdbeben gebracht. Gezeiten: Die Gezeitendeformation des festen Erdkörpers, wie auch die unterschiedliche Belastung durch gezeitenbedingte Wasserstandsschwankungen der Ozeane gehören zu den Kräften von denen man eine erdbebenauslösende Wirkung erwarten kann. Die Hebung und die Senkung unter dem Einfluss der Gezeiten des Erdkörpers erreichen immerhin die Größenordnung von 50 cm. Plattentektonik

27 Erdbeben: aktuell Plattentektonik

28 Erdbeben Plattentektonik Date Location Deaths Magnitude Comments
January 23, 1556 China, Shansi 830,000 ~8 December 26, 2004 Sumatra 283,106 9.0 Deaths from earthquake and tsunami. July 27, 1976 China, Tangshan 255,000 (official) 7.5 Estimated death toll as high as 655,000. August 9, 1138 Syria, Aleppo 230,000 May 22, 1927 China, near Xining 200,000 7.9 Large fractures. December 22, 856+ Iran, Damghan December 16, 1920 China, Gansu 7.8 Major fractures, landslides. March 23, 893+ Iran, Ardabil 150,000 September 1, 1923 Japan, Kanto (Kwanto) 143,000 Great Tokyo fire. October 5, 1948 USSR (Turkmenistan, Ashgabat) 110,000 7.3 December 28, 1908 Italy, Messina 70,000 to 100,000 (estimated) 7.2 September, 1290 China, Chihli 100,000 November, 1667 Caucasia, Shemakha 80,000 November 18, 1727 Iran, Tabriz 77,000 November 1, 1755 Portugal, Lisbon 70,000 8.7 Great tsunami. December 25, 1932 7.6 May 31, 1970 Peru 66,000 $530,000,000 damage, great rock slide, floods. 1268 Asia Minor, Silicia 60,000 January 11, 1693 Italy, Sicily May 30, 1935 Pakistan, Quetta 30,000 to 60,000 Quetta almost completely destroyed. February 4, 1783 Italy, Calabria 50,000 June 20, 1990 Iran 7.7 Landslides. Plattentektonik

29 Erdbeben http://nisee.berkeley.edu/elibrary/browse/kozak
Northridge Earthquake 1906 San Francisco Earthquake FEMA Photo Library NOAA NDC Geologic Hazards Images Steve Dutch's Images - Earth Science Berkeley's Godden Structural Engineering Library Berkeley's Steinbrugge Slide and Photograph Collection Berkeley's Kozak Historical Earthquakes Images Collection UC Berkeley California Heritage Collection The GeoImages Project - UC Berkeley The Museum of the City of San Francisco - Bay area earthquake damage Smithsonian Photographs Online Library of Congress American Memory Earthquake Images from John Martin & Associates (many from NOAA collection) EERI AudioVisual and Publications Catalog American Geological Institute (AGI) Earth Science World ImageBank Plattentektonik

30 Erdbeben http://news.bbc.co.uk/1/hi/world/south_asia/4322624.stm
Plattentektonik

31 Aktuelles Seismogramm:
Erdbeben Aktuelles Seismogramm: Zusatzstoff: Plattentektonik

32 Die Theorie der Plattentektonik ist nicht zuletzt ein wahrer Segen für wichtige Wirtschaftsbereiche wie Bergbau und Erdölförderung. Das Schürfen nach Öl und Erdgas zum Beispiel ist seit den 70iger Jahren durch die Entwicklung und fortgesetzte Verbesserung paleo-geographischer Landkarten erleichtert worden, die helfen können, prähistorische Lagerstätten zu finden. Plattentektonik

33 Seismologie / Kernwaffenteststopp
                                                                         Schnitt durch die Erde mit der Ausbreitung der seismischen Wellen nach einem Erdbeben (Modellrechnung). Quelle: BGR Seismologie / Kernwaffenteststopp Seismische Messstationen registrieren auch Erschütterungen durch vom Menschen verursachte Ereignisse, wie beispielsweise Kernwaffentests. So wurden unterirdische Atomwaffenversuche vornehmlich mit seismologischen Verfahren entdeckt, lokalisiert und identifiziert. Obwohl nach Unterzeichnung des Kernwaffenteststoppvertrags im September 1996 gegenwärtig keine Atomwaffentests stattfinden, spielt die Seismologie bei der Überwachung der Einhaltung dieses Vertrags noch immer eine wichtige Rolle. politische Bedeutung Schnitt durch die Erde mit der Ausbreitung der seismischen Wellen nach einem Erdbeben (Modellrechnung). Quelle: BGR Plattentektonik Die Seismologie - die Lehre von den Erdbeben - ist ein Gebiet mit einem sehr breiten Anwendungsspektrum. Sie dient nicht nur der Erforschung rein geowissenschaftlicher Fragestellungen wie der Entstehung von Beben oder den Strukturen des Erdinneren, sondern hat darüber hinaus auch eine wichtige politische Dimension. Denn seismische Messstationen registrieren auch Erschütterungen durch vom Menschen verursachte Ereignisse, wie beispielsweise Kernwaffentests. So wurden unterirdische Atomwaffenversuche vornehmlich mit seismologischen Verfahren entdeckt, lokalisiert und identifiziert. Obwohl nach Unterzeichnung des Kernwaffenteststoppvertrags im September 1996 gegenwärtig keine Atomwaffentests stattfinden, spielt die Seismologie bei der Überwachung der Einhaltung dieses Vertrags noch immer eine wichtige Rolle. Insofern kommt der Seismologie in der BGR sowohl wissenschaftliche als auch politische Bedeutung zu. Ebenso vielfältig wie der Anwendungsbereich der Seismologie sind die Aktivitäten der BGR auf diesem Gebiet. Sie reichen von der Überwachung der Seismizität in Deutschland und der ganzen Welt bis zu Untersuchungen der Vorgänge im Erdbebenherd. Weiterer Schwerpunkte sind die seismische Wellenausbreitung, Strukturuntersuchungen der Erde und Methoden der Detektion, Lokalisierung, Stärkebestimmung und Identifizierung seismischer Ereignisse. Kontakt: Manfred Henger Tel.: +49-(0) Fax: +49-(0)    Nach oben