Erdbeben Westfälische Wilhelms Universität Münster Schwingungen und Wellen in der Schule Thomas Altmeyer Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp SS 2006.

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1 Erdbeben Westfälische Wilhelms Universität Münster Schwingungen und Wellen in der Schule Thomas Altmeyer Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp SS 2006

2 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp2 Gliederung Definition Erdbeben Unterscheidungen der Erdbeben Intensitätsskalen Seismik Erdbebenwirkungen Erdbeben in Java

3 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp3 Definition Erdbeben kurzfristige Erschütterungen der Erdkruste und des oberen Erdmantels

4 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp4 Der Aufbau der Erde

5 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp5 Definition Erdbeben kurzfristige Erschütterungen der Erdkruste und des oberen Erdmantels reichen von einem leichten Vibrieren bis zum Einsturz von Häusern und dem Aufreißen großer Spalten im Boden

6 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp6 Definition Erdbeben vergleichbar mit einer Wellenbewegung, mit der Energie in konzentrischen Kreisen um den so genannten Erdbebenherd bis zur Oberfläche weitergegeben wird

7 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp7 Begriffsklärung Hypozentrum (Erdbebenherd) der im Erdinnern gelegene Entstehungsort tektonischer Beben Quelle der Wellen Epizentrum senkrecht darüber projizierter Ort an der Oberfläche

8 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp8 Definition Erdbeben vergleichbar mit einer Wellenbewegung, mit der Energie in konzentrischen Kreisen um den so genannten Erdbebenherd bis zur Oberfläche weitergegeben wird seismische Wellen bewegen sich unter Energieverlust in alle Richtungen vom Erdbebenherd weg

9 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp9 Unterscheidungen nach Entstehungsursache Einsturzbeben Vulkanische Beben Tektonische Beben  „man-made“-Beben Unterscheidungen der Erdbeben

10 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp10 Erdbebenhäufigkeit

11 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp11 Einsturzbeben (induzierte Beben) sind sehr selten und sehr schwach Ursachen sind Einstürze unterirdischer Hohlräume wie z. B. Karsthöhlen kommen auch in Bergbaugebieten vor als sogenannte Berg- oder Gebirgsschläge Unterscheidungen der Erdbeben

12 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp12 Vulkanische Beben (Ausbruchsbeben) haben keine große Reichweite sind mit vulkanischen Aktivitäten verbunden: –durch Gasexplosionen im Magmaherd oder Vulkanschlot –durch Magma, das sich in der Tiefe durch Förderkanäle bewegt kündigen oft bevorstehende Vulkanausbrüche an Unterscheidungen der Erdbeben

13 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp13 Tektonische Beben ereignen sich dort, wo die großen Platten der Lithosphäre, der äußeren Gesteinskruste der Erde, aneinander grenzen entstehen, wenn sich in tektonisch aktiven Zonen langsam Spannungen aufbauen und plötzlich entladen ihre Wirkung kann sehr weit reichen und katastrophale Wirkungen haben Unterscheidungen der Erdbeben

14 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp14 Die sieben großen Lithosphärenplatten

15 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp15 „man-made“-Beben durch den Menschen verursachte Beben –Großsprengungen –Atomtests –Nervengasabfälle werden in der Erde deponiert –Auffüllung von Stauseen –Goldminen –Kohlebergbau –Öl- oder Gasfelder Unterscheidungen der Erdbeben

16 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp16 Unterscheidung nach der Entfernung des Bebens Ortsbeben direkter Erdbebenmittelpunkt Nahbeben bis zu 1000 km von der Messstation entfernt Fernbeben mehr als 1000 km von der Messstation entfernt Unterscheidungen der Erdbeben

17 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp17 Unterscheidung nach der Tiefe des Erdbebenherdes Flachbeben Herd in einer Tiefe bis 70 km mitteltiefe Beben bis 300 km Tiefbeben bis 700 km Unterscheidungen der Erdbeben

18 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp18 Intensitätsskalen Seismologen haben zwei Messskalen aufgestellt, die es ihnen erlauben, Erdbeben quantitativ zu erfassen –die Richterskala – benannt nach dem amerikanischen Seismologen Charles Francis Richter –die Mercalli-Skala – eingeführt durch den italienischen Seismologen Giuseppe Mercalli Anfang des 20. Jahrhunderts Klassifikation aufgrund der Auswirkungen (Fühlbarkeit, Geräusche, Schäden)

19 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp19 Mercalli-Skala beschreibt die Auswirkungen der Erdbeben Intensitätsskalen

20 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp20 Abhängigkeit eines Erdbebens Faktoren, die die Auswirkungen eines Erdbebens beeinflussen… Stärke des Bebens Entfernung zum Epizentrum Bebendauer Wellenamplitude Beschaffenheit des Untergrundes Grundwasserspiegel Bauart der betroffenen Gebäude

21 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp21 Mercalli-Skala beschreibt die Auswirkungen der Erdbeben basiert auf Befragungen und Beobachtungen ordnet die Intensität der Erschütterungen in Stufen von I bis XII ein die Mercalli-Bewertung hängt von der Messstelle ab (seismische Oberflächeneffekte verringern sich mit dem Abstand vom Herd des Beben) Intensitätsskalen

22 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp22 Richter-Skala gibt die Stärke des Bebens an die durch das Beben freigesetzte Energiemenge wird im Herd des Bebens bestimmt logarithmische Skala, die von 0,1 bis 10 reicht; die Werte verhalten sich proportional zur Amplitude der Wellen, die in 100 km Entfernung vom Epizentrum gemessen wird theoretisch ist die Richterskala nach oben offen heute wird 9,5 als obere Grenze angesehen Intensitätsskalen

23 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp23 Intensitätsskalen

24 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp24 Seismik (Seismologie) Teilgebiet der Geophsik die Wissenschaft von den Erdbeben (ihre Entstehung, Ausbreitung, geographischen Verbreitung, ihrer Messung und Auswirkung) trägt zum Verständnis der geologischen Grundstrukturen bei wichtige Anwendung: Erdbebenvorhersage

25 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp25 Seismische Wellen Wellen von Energie, die durch einen plötzlichen Bruch von Gesteinen in der Erde oder Explosionen freigesetzt werden, und welche sich dann in der Erde ausbreitet bei einem Erdbeben entstehen vier Arten seismischer Wellen: –Raumwellen: P-Wellen (Primär-, Longitudinalwellen) S-Wellen (Sekundär-, Transversalwellen) –Oberflächenwellen: Love-Wellen Rayleigh-Wellen Seismik

26 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp26 P-Wellen die Teilchen werden im Boden gezogen und geschoben, wobei die Bewegung in Ausbreitungsrichtung der Welle erfolgt schnellste Art seismischer Wellen: durchdringen mit Geschwindigkeiten von bis zu 14 km/s Festkörper und Flüssigkeiten werden von Seismografen als Erste registriert Seismik

27 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp27 S-Wellen jedes Teilchen schwingt auf und ab und gibt Bewegung an Nachbarteilchen weiter laufen langsamer als P-Wellen und sind die zweiten Wellen, die bei einem Erdbeben eintreffen können sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 3,5 km/s nur durch Festkörper fortpflanzen Seismik

28 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp28 Love-Wellen sind die schnellsten Oberflächenwellen, breiten sich aber langsamer als die S-Wellen aus die Bodenbewegung erfolgt in horizontaler Richtung hin und her Seismik

29 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp29 Rayleigh-Wellen bei Rayleigh-Wellen rollt der Boden in einer elliptischen Bewegung ähnlich wie Meereswellen dieses Rollen bewegt den Boden sowohl rauf und runter als auch hin und her in Ausbreitungsrichtung der Welle die meisten Erschütterungen sind in der Regel Rayleigh-Wellen, deren Amplituden viel größer als die der übrigen Wellenarten werden können Seismik

30 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp30 Der Seismograph (Seismometer) Instrument zur Registrierung und Messung von Erdbebenwellen oder künstlich ausgelösten seismischen Wellen seine Auswertung ergibt die Stärke des Erdbebens, die Ausbreitungsrichtungen und -geschwindigkeiten der Erdbebenwellen und, durch Vergleich der Daten aus mehreren Stationen, die Lage des Erdbebenherdes Seismik

31 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp31 Der Seismograph (Seismometer) Entfernung zum Hypozentrum kann aus der Zeitdifferenz zwischen Ankunft der P- und S-Wellen an einer Erdbebenstation ermittelt werden zum vollständigen Registrieren der Wellen benötigt man drei Seismographen beruhen auf dem Prinzip der Trägheit und auf den Gesetzen der Pendelbewegung Seismik

32 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp32 Die Funktionsweise von Seismographen Seismograph, der Vertikalbewegungen registrieren soll an einem mit dem Boden fest verbundenen Rahmen ist eine Feder angebracht an der Feder ist ein schweres Gewichtsstück befestigt ein seitlich an ihm angebrachter Stift zeichnet die Welle auf Seismik

33 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp33 Erdbebenwirkungen

34 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp34 Erdbebenwirkungen

35 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp35 Erdbebenwirkungen Auswertung der Listen weltweit stehen die Erdbeben an zweiter Stelle in der Liste der Opfer von Naturkatastrophen Erdbeben besitzen das größte Zerstörungspotenzial aller geologisch bedingten Katastrophen das Leben bei einem extrem starken Erdbeben zu verlieren, ist zehnmal wahrscheinlicher als bei einem extrem heftigen Vulkanausbruch zwischen 1905-1978 wurden insgesamt ca. 2 Millionen Menschen durch Erdbeben getötet

36 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp36 Erdbebenwirkungen Instabilität von Hängen Veränderungen im Niveau der Erdoberfläche –Riss- und Grabenbildung –eventueller Meeresspiegelanstieg –Verschiebungen des Erdbodens –Absenkung der Oberfläche –Gleit- oder Fließbewegungen Brände Tsunamis

37 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp37 Erdbeben in Java

38 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp38 Erdbeben in Java 27. Mai 2006 Erdstoß der Stärke 6,3

39 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp39 Intensitätsskalen

40 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp40 Erdbeben in Java 27. Mai 2006 Erdstoß der Stärke 6,3 Zahl der Toten steigt auf 6200 30.000 Menschen verletzt 650.000 wurden obdachlos und sind dringend auf Lebensmittelspenden angewiesen

41 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp41 Erdbeben in Java 27. Mai 2006 mehr als 135.000 Gebäude in der Provinz zerstört Helfer aus mehr als 20 Ländern das Welternährungsprogramm (WFP) erklärte, dass in den kommenden Monaten mindestens fünf Millionen Dollar für Lebensmittel und sauberes Wasser benötigt würden

42 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp42 Literatur Bücher Goudie, Andrew Physische Geographie –Eine Einführung Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg · Berlin 2002 Berckhemer, Hans Grundlagen der Geophysik Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt 1990 Cara, Michel Geophysik Springer Verlag Heidelberg · Berlin 1994 Grehn, Joachim; Krause, Joachim Metzler Physik Schroedel Verlag Hannover 1998

43 26.06.2006Melanie Feldhaus & Kristina Wittkamp43 Literatur Internetquellen http://de.geocities.com/fillou1/erdbeben.htm (07.06.2006) http://www.n24.de/php- bin/scripts/cgalerie/cgalerie.php?gal=n24_nachrichten_de_051009_erdbeben_ pakistan&bild=3&skin=510 (08.06.2006) http://www.ulmer.de/GEIZ2DH2nCH2l7Yp7F1onCHIm.HTML (08.06´.2006) www.edu.uni-klu.ac.at/~bjandl/lv-epp/bjandl.ppt http://xafarica.weblog.com.pt/arquivo/054368.html (09.06.2006) http://www.erdbebendienst.de/edu/wellen.htm (09.06.2006) http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph11/umwelt- technik/11_erdbeben/wellen/wellen.htm (10.06.2006) http://www.heute.de/ZDFheute/inhalt/2/0,3672,3939842,00.html (10.06.2006) http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,418340,00.html (10.06.2006)  Microsoft Encarta Enzyklopädie 2004

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