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(7) Erdbeben und Tsunamis

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Präsentation zum Thema: "(7) Erdbeben und Tsunamis"—  Präsentation transkript:

1 (7) Erdbeben und Tsunamis
Geophysik 99 Allgemeine Geophysik (7) Erdbeben und Tsunamis

2 Geophysik 100 Historische Erdbeben Holzschnitt aus der „Weltchronik“ von Hartmann Schedel, Die Erforschung historischer Erdbeben ist nicht allein von geschichtlichem Interesse. Die Kenntnis des Epizentrums des Erdbebens und die dort aufgetretenen Schäden lassen auf die Stärke des Erdbebens schließen – und in der Folge auf die dort vorhandene Erdbebengefährdung.

3 Geophysik 101 Historische Erdbeben Das „Villacher Beben“ von 1348 war das stärkste Erdbeben in Österreich. Das Fresko aus dem Jahr 1361 zeigt die Zerstörung der Burg von Arnoldstein (http://nisee.berkeley.edu/elibrary/browse/kozak). Im Zuge dieses Bebens kam es zu einem gewaltigen Felssturz – Resultat ist die Dobratsch Südwand in ihrer heutigen Formt (Bildquelle und ©: Roland Schiegl).

4 Erdbeben in Österreich
Geophysik 102 Erdbeben in Österreich

5 Erdbebengefahr in Österreich
Geophysik 103 Erdbebengefahr in Österreich Die stärksten österreichischen Erdbeben – auch solche ohne Schadenswirkungen – treten durchwegs in den zumeist gut bekannten Erdbebengebieten auf; am häufigsten in Nordtirol (Unterinntal, Lechtaler Alpen) und in der Zone Murtal, Mürztal – Semmering – südliches Wiener Becken (dort nahe der Thermenlinie). Die Karte (Quelle: ZAMG) zeigt die Verteilung der Zonen mit den energiereichsten Starkbeben Österreichs (rot). Schwächere Erdbeben können in unserem Bundesgebiet auch außerhalb der umgrenzten Zonen (gelb) beobachtet werden. In der ÖNORM B 4015 ist übrigens geregelt, wie Häuser in Bebenzonen zu bauen sind.

6 Erdbeben in San Francisco, 1906
Geophysik 104 Erdbeben in San Francisco, 1906 Am 18. April 1906 riss die San Andreas Verwerfung auf einer Länge von 430 km (mit einem Versatz von ~2 m, rechts). Noch verheerender als das Beben selbst (mit einer Magnitude von Mw = 7.8) waren aber die Brände, die in San Fransisco durch das Beben ausgelöst worden waren (durch gebrochene Gasrohre, rechts unten ein aktuelles Beispiel). Da auch die Wasserleitungen zerstört waren, ...

7 Erdbeben in Valdivia, Chile, 1960
Geophysik 105 Erdbeben in Valdivia, Chile, 1960 Zum 50. Geburtstag – das Erdbeben von Valdivia in Chile war mit einer Momentmagnitude von 9.5 das stärkste, das (bis jetzt) registriert wurde. Es war auch das erste Ereignis, bei dem Eigenschwingungen des Erdkörpers nachgewiesen werden konnten – sie dauerten wochenlang an. Durch den beim Beben ausgelösten Tsunami starben noch in Japan 138 Menschen (Quelle: USGS).

8 Geophysik 106 Erdbeben in Kobe, 1995 Das Beben vom in Kobe, Japan erreichte einen Wert von 6.9 „auf der Richterskala“. Obwohl die Trasse der Stadtautobahn als erdbebensicher galt, stürzte sie gleich zu Beginn des Erd-stoßes wie Kinderspielzeug in sich zusammen.

9 Geophysik 107 Erdbeben in Bam, 2003 Die berühmte Zitadelle von Bam, Iran, vor und nach dem Erdeben vom Das Erdbeben mit einer Magnitude von 6.6 forderte mindestens Todesopfer.

10 Geophysik 108 Indischer Ozean, M = 9.1 Quelle: USGS

11 Geophysik 109 Indischer Ozean, Das Beben vom auf einem Seismogramm aus Zypern. Die Erdkruste brach dabei auf einer Länge von mehr als 1000 km. Das Beben – und der stärkste Tsunami der Geschichte – verur-sachten über Todesopfer.

12 Geophysik 110 Indischer Ozean, Vertikale Bodenbewegung als Funktion der Herdentfernung im globalen Seismometernetz. Es dominieren Rayleigh Wellen (Oberflächen-wellen). R1 entspricht Wellen, die den „direkten Weg“ genommen haben, R2 Wellen, die in die andere Richtung um die Erde gelaufen sind. R3 und R4 entspricht Wellen, die ein zweites Mal um die Erde gelaufen sind. Am genau gegenüber liegenden Punkt kommt es zu einer leichten Verstärkung der zusammen laufenden Wellen. Bei den unteren Seismogrammen sieht man auch deutlich das starke Nachbeben mit M = 7.1 (Quelle: Park et al., EOS, 2005). Global Seismographic Network Records the Great Sumatra-Andaman Earthquake, BY J.PARK, K.ANDERSON, R.ASTER, R.BUTLER, T. LAY, AND D. SIMPSON, EOS 8, 57-64, 2005.

13 Geophysik 111 Japan, Am ereignete sich vor der Küste von Honshu, 130 km von Sendai entfernt, ein Beben mit Moment-magnitude Mw = 9.0 – weltweit das viertstärkste seit Beginn der Messungen – und sehr wahrscheinlich das stärkste in der japanischen Geschichte (Quelle: USGS bzw. Spiegel)

14 Die stärksten Beben seit 1900
Geophysik 112 Die stärksten Beben seit 1900 Rang Ort Datum Magnitude (Mw) 1 Valdivia, Chile 2 Prince William Sound, Alaska 3 Sumatra–Andamanen 4 Honshu, Japan 5 Kamtschatka, Russland 6 Maule, Chile (Concepcion) 7 Ecuador–Kolumbien 8 Rat Islands, Aleuten, Alaska 9 Nord-Sumatra, Indonesien 10 Assam–Tibet 11 Vor Nord-Sumatra, Indonesien 12 Adreanof Inseln, Aleuten 13 Süd-Sumatra, Indonesien 14 Banda-See, Indonesien 15 Kamtschatka 16 Chile–Argentinien Eine Momentmagnitude von 9.0 hatten wahrscheinlich auch die Beben in Arica, Chile ( ) und an der Cascadia- Subduktionszone ( ). Mw = 8.7 erreichten die Beben in Lissabon ( ) und Valparaiso, Chile ( ) (Quelle: USGS, Stand: März 2011.)

15 Erdbeben und Lawine, Peru, 1970
Geophysik 113 Erdbeben und Lawine, Peru, 1970 Die tödlichste Lawine des 20. Jahrhunderts wurde durch ein Erdbeben ausgelöst. Am Huascaran, dem höchsten Berg Perus (oben, Bild: A.W. Brettschneider), kam zu einem Felssturz im Gipfelbereich. Die Felsen stürzten auf den darunter liegenden Gletscher, es kam zu einer Kettenreaktion. Die Stadt Yungay mit mehr als Einwohnern wurde vollständig verschüttet (rechts, Quelle: USGS). Das Gebiet wurde zum Friedhof erklärt, die Stadt an einer anderen Stelle neu aufgebaut.

16 Geophysik 114 Tsunamis Tsunami bedeutet auf japanisch „Welle im Hafen“ (oben ein japan. Holzschnitt – man beachte den Fuji San). Ganz rechts: Simulation des Tsunamis, der 1960 von einem Erd-beben in Chile ausgelöst wurde, und schwere Verwüstungen auf Hawaii (darüber und daneben) und in Japan verursachte (Quelle: USGS). Holzschnitt aus dem Bilderzyklus „36 Ansichten des Berg Fuji“ von Katsushika Hokusai ( ).

17 Geophysik 115 Tsunamis Auslösung eines Tsunamis durch ein Seebeben (schematisch). Im Gegensatz zu Windwellen ist die gesamte Wassersäule von der Wellenbewegung betroffen. Rechts: Thunfische, die 1992 von einem Tsunami in Maumere auf Flores (Indonesien) zurück gelassen wurden (Quelle: P&S, 1994).

18 Geophysik 116 Lissabon, 1755 Das Große Beben von Lissabon war eine der größten historischen Naturkatastrophen. Am 1. November 1755 wurde die Westküste von Portugal, Spanien und Marokko von einer Flutwelle getroffen. In der fünf bis zehn Meter hohen Welle starben allein in Lissabon Menschen. Es war – bis Dezember 2004 – das größte Tsunami-Ereignis der Geschichte. Bilder: elibrary/browse/kozak.

19 Geophysik 117 Krakatau, 1883 Nach 200 Jahren Ruhe brach der Krakatau mehrmals aus (links, G. Symmons). Die (unerwartete) Explosion war über 4000 km weit zu hören, und löste einen Tsunami aus, der den Großteil der Todesopfer forderte, und u. A. den Dampfer Berouw kilometerweit ins Landesinnere beförderte. Das „Kind des Krakatau“ (oben, NASA) wächst beständig.

20 Geophysik 118 Lituya Bay, 1958 Die Lituya Bay ist eine fjordartige Bucht in Alaska (http://www.usc.edu/dept/tsunamis).

21 Lituya Bay, 1958 Quelle: UoSC
Geophysik 119 Lituya Bay, 1958 Am wurde die Lituya Bay von der höchsten je gemessenen Impulswelle über-rollte. Auslöser war ein Erdbeben (M=7.9), das die instabilen Felsen der Steilküste erschütterte und schließlich abbrechen ließ. 30 Millionen m3 Felsen und Geröll stürzten ins Meer und lösten eine bis zu 520 m hohe Flutwelle aus. Auf der anderen Seite der Bucht rasierte diese Welle die gesamte Küste bis in eine Höhe von etwa 400 m ab – kein Baum blieb stehen. Quelle: UoSC Tsunami Research Center, University of Southern California:

22 Geophysik 120 Eine latente Gefahr Ablagerungen am Meeresboden zeigen, dass es in der Vergangenheit um die Hawaii Inseln mehrfach zu gewaltigen Erdrutschen gekommen ist (links). In diesen Fällen wurden Tsunamis mit Wellenhöhen von weit über 100 m aus-gelöst. Auf der Insel Lanai entdeckten Geologen 325 m über dem Meeres-spiegel Haufen zertrümmerter Korallen. Quelle: Spektrum der Wissenschaft 6/04.

23 Geophysik 121 Indischer Ozean, cm Nur der Satellit Quickbird „sah“ den Zeitpunkt des Zurückflutens der ersten Welle bei der Stadt Kalutara an der WestküsteSri Lankas um 10:20 Uhr Ortszeit (ganz links). In dem folgenden Wellental wich die Wasserlinie kurzzeitig mehr als 300 Meter vom Strand zurück (links). Alle Bilder: Spektrum der Wissenschaft 2/2005.

24 Messung der Wellenhöhe von Satelliten aus (Quelle: NOAA).
Geophysik 122 Indischer Ozean, Messung der Wellenhöhe von Satelliten aus (Quelle: NOAA).

25 Aceh, Sumatra (Quelle: DLR)
Geophysik 123 Indischer Ozean, Aceh, Sumatra (Quelle: DLR)

26 Aceh, Sumatra (Quelle: DLR)
Geophysik 124 Indischer Ozean, Aceh, Sumatra (Quelle: DLR)

27 Geophysik 125 Indischer Ozean, Quelle: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan

28 Geophysik 126 Japan, Noch wesentlich verheerender als die Auswirkungen des Bebens selbst waren die Auswirkungen des Tsunami, der schon nach wenigen Minuten weite Teile der Ostküste mit Wellenhöhen über 20 m traf (Quelle: Kyodo)

29 Geophysik 127 Japan, Container (oben, Quelle: Itsuo Inouye) und Schiffe (links oben: NHK, links unten: Kyodo) wurden wie Spielzeug durcheinander geworfen.

30 Geophysik 128 Japan, Quelle: Kyodo

31 Geophysik 129 Japan, Die Welle drang 5 km und mehr ins Landesinnere vor. Vergleiche mit Satellitenbildern, die vor dem Tsunami aufgenommen wurden (links) zeigen das Ausmaß, wie hier nahe der Stadt Natori (Quelle: GeoEye)

32 Geophysik 130 Japan, Hier blieben nur wenige Gebäude stehen (Quelle: Digital Globe)

33 Japan, 11. 3. 2011 Die Küste bei Kashima (Quelle: Digital Globe)
Geophysik 131 Japan, Die Küste bei Kashima (Quelle: Digital Globe)

34 Geophysik 132 Japan, Ganze Städte, wie Riku Zentakata wurden praktisch ausgelöscht (Quelle: Kyodo)

35 Tsunami und Schwerewellen
Geophysik 133 Tsunami und Schwerewellen Von den Tsunami-Wellen wurden in der Atmosphäre Schwerewellen ausgelöst, die sogar (durch die dadurch in der Thermosphäre ausgelösten Dichte-Schwankungen) die Bahn des Satelliten GOCE deutlich messbar beeinflussten (Quelle: ESA)

36 Tsunami, Schwerewellen und TIDs
Geophysik 134 Tsunami, Schwerewellen und TIDs Die vom Tsunami ausgelösten Schwerewellen machten sich sogar noch in der Ionosphäre bemerkbar, wo sie „Travelling Ionospheric Disturbances“ (TIDs) verursachten (Quelle: NASA)

37 Geophysik 135 Schutz-Dämme Auch die Abschätzungen über die höchsten zu erwartenden Tsunami-Wellen im Süden Japans haben sich dramatisch verändert. (Quelle: Nature)

38 Geophysik 136 Tsunamis in Europa Große violette Kreise: Erdbeben mit M > 7,5. Das Kreta-Beben von 365 verursacht einen Tsunami, dem in Alexandria etwa Menschen zum Opfer fielen. Bei dem Messina-Beben 1908 starben über Menschen. Der dabei ausgelöste Tsunami forderte über 1000 weitere Opfer (Quelle: Spektrum der Wissenschaft).

39 Geophysik 137 Tsunamis in Europa Vor etwa 8000 Jahren ereignete sich am Ätna ein gewaltiger Berg-sturz. Ungefähr 25 km3 Gestein stürzten ins Ionische Meer, und lösten einen Tsunami aus, der bis ins heutige Israel zu spüren war. Man beachte die Inter-ferenzerscheinungen bei der am Computer simul-ierten Wellenausbreit-ung. (Quelle: Pareschi et al., GRL, 2006). Pareschi, M. T., E. Boschi, and M. Favalli (2006), Lost tsunami, Geophys. Res. Lett., 33, L22608, doi: /2006GL


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