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9 rockige Fakten über Erdbeben

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Nach Angaben des U.S. Geological Survey (USGS) treten jedes Jahr etwa 500.000 nachweisbare Erdbeben auf – was bedeutet, dass mindestens einige davon getroffen sein werden, wenn Sie diesen Artikel gelesen haben. Von dieser gigantischen Zahl sind jedoch nur etwa 100.000 intensiv genug, um die Auswirkungen zu spüren, und nur etwa 100 davon verursachen tatsächlich eine Zerstörung. Mit anderen Worten, die Erde bebt viel, ob wir es merken oder nicht. Warum passieren Erdbeben, wann passieren sie und können Sie sie vermeiden, indem Sie zum Mond ziehen? Diese und weitere Fragen werden im Folgenden behandelt.

1. Sie können den inneren Kern der Erde für Erdbeben verantwortlich machen.

Wir haben viel auf unserem Teller. Muriel Gottrop, USGS, Wikimedia Commons // Public Domain

Um Erdbeben zu verstehen, ist eine kurze Reise zum Mittelpunkt der Erde erforderlich, der eine feste Kugel aus Eisen und anderen Metallen ist, die Temperaturen von bis zu 10.800 ° F erreichen kann. Die extreme Hitze dieses inneren Kerns strömt durch seine umgebenden Schichten – zuerst durch den äußeren Kern, der hauptsächlich aus flüssigem Eisen und Nickel besteht, und dann weiter zu der meist festen Gesteinsschicht, dem Mantel. Dieser Erwärmungsprozess bewirkt eine ständige Bewegung im Erdmantel, wodurch sich auch die darüber liegende Erdkruste bewegt.

Die Kruste besteht aus einem Flickwerk riesiger, einzelner Gesteinsplatten, die als tektonische Platten bezeichnet werden. Wenn zwei Platten gegeneinander gleiten, führt die Reibung zwischen ihren gezackten Kanten manchmal dazu, dass sie vorübergehend stecken bleiben. Der Druck baut sich auf, bis er endlich die Reibung überwinden kann und die Platten endlich getrennte Wege gehen. An diesem Punkt wird die gesamte aufgestaute Energie in Wellen – oder seismischen Wellen – freigesetzt, die das Land, das auf der Erdkruste sitzt, buchstäblich erschüttern.

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2. Wissenschaftler können Erdbeben nicht vorhersagen, aber sie können sie gelegentlich vorhersagen.

Leider gibt es kein schickes Gerät, das uns warnt, wenn ein Erdbeben kommt. Aber während Wissenschaftler nicht genau vorhersagen können, wann oder wo ein Erdbeben auftreten wird, können sie gelegentlich die Wahrscheinlichkeit vorhersagen, dass man irgendwann bald ein bestimmtes Gebiet treffen wird (und wenn das ein wenig vage klingt, liegt es daran). Zum einen wissen wir, wo die tektonischen Platten aneinander grenzen und dort treten die Erdbeben hoher Stärke auf. Der Feuerring zum Beispiel ist ein Gebiet am Rand des Pazifischen Ozeans, in dem etwa 81 Prozent der größten Erdbeben der Welt auftreten. Wir wissen auch, dass besonders großen Erdbeben manchmal winzige Beben vorausgehen, die Vorbeben genannt werden (obwohl sie nicht als Vorbeben identifiziert werden können, es sei denn, ein größeres Erdbeben trifft tatsächlich ein – wenn dies nicht geschieht, sind es nur normale, kleine Erdbeben). Wenn kleine Beben in der Nähe einer Plattengrenze mit anderen geologischen Veränderungen zusammenfallen, kann dies darauf hinweisen, dass ein großes Erdbeben bevorsteht.

Im Februar 1975 zum Beispiel erlebte die chinesische Stadt Haicheng nach monatelangen Verschiebungen der Landhöhe und des Wasserstands mögliche Vorbeben, sodass Beamte ihren Millionen Einwohnern die sofortige Evakuierung anordneten. Am nächsten Tag erschütterte ein Erdbeben der Stärke 7,0 die Region. Obwohl es 2000 Opfer gab, hätten 150.000 Menschen getötet oder verletzt werden können, wenn niemand geflohen wäre.



3. Die Wahrscheinlichkeit, dass „The Big One“ im nächsten Jahr erscheint, ist sehr gering.

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Sie können tatsächlich Teile der San-Andreas-Verwerfung entlang der Carrizo-Ebene im kalifornischen San Luis Obispo County sehen.Ikluft, Wikimedia Commons // CC BY-SA 4.0

Allerdings sind erfolgreiche Vorhersagen wie die von Haicheng selten, und Wissenschaftler verbringen viel Zeit damit, bekannte Verwerfungslinien – die Grenzen zwischen den Platten – zu überwachen, um festzustellen, wie viel Druck sich aufbaut und wann dies ein Problem verursachen könnte. Es ist keine exakte Wissenschaft.

Eine schwankende Prognose ist für „The Big One“, ein riesiges Erdbeben, das voraussichtlich irgendwann in der Zukunft die San Andreas Fault Zone treffen wird, ein 800-Meilen-Netzwerk von Verwerfungslinien, das von Nord- nach Südkalifornien verläuft. Derzeit prognostiziert die USGS eine Wahrscheinlichkeit von 31 Prozent, dass ein Beben der Stärke 7,5 in den nächsten 30 Jahren Los Angeles treffen wird, und eine Wahrscheinlichkeit von 20 Prozent, dass ein solches Beben in der Bay Area von San Francisco auftreten wird.

Die Wahrscheinlichkeit von „The Big One“ hängt teilweise von anderen Erdbeben in dieser Verwerfungszone ab. Nachdem 2019 zwei aufeinanderfolgende Beben Ridgecrest, Kalifornien, getroffen hatten, beobachteten Seismologen Druckänderungen in den umliegenden Bruchlinien, und eine im Juli 2020 veröffentlichte Studie deutete darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit, dass „The Big One“ im nächsten Jahr passiert, möglicherweise hoch ist auf 1,15 Prozent gestiegen – drei- bis fünfmal wahrscheinlicher als bisher angenommen.

4. Unterwasserbeben können Tsunamis verursachen.

Da ein so großer Teil der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt ist, berühren viele Erdbeben das Land überhaupt nicht, aber das bedeutet nicht, dass sie die Menschen nicht betreffen. Wenn sich Platten auf dem Meeresboden verschieben, verdrängt die Energie das Wasser darüber und lässt es dramatisch ansteigen. Dann zieht die Schwerkraft dieses Wasser wieder nach unten, wodurch das umgebende Wasser eine massive Welle oder einen Tsunami bildet.

Erdbeben können auch indirekt Tsunamis verursachen, indem sie die Landschaft verändern. Am 9. Juli 1958 erschütterte ein Erdbeben der Stärke 7,8 die Lituya Bay im Nordosten Alaskas und verursachte einen Felssturz auf einer angrenzenden Klippe. Als schätzungsweise 40 Millionen Kubikmeter Fels in die Bucht stürzten, erzeugte die Kraft eine geschätzte 5,720-Fuß-Welle – den größten Tsunami aller Zeiten.

5. Alaska hält auch den Rekord für das größte Erdbeben in den USA.

Die Grenze zwischen der nordamerikanischen und der pazifischen Platte verläuft durch und um Alaska, was bedeutet, dass die Einwohner Alaskas Erdbeben nicht fremd sind; nach Angaben des Alaska Earthquake Center wird in dem Bundesstaat etwa alle 15 Minuten einer entdeckt.

Am 28. März 1964 traf ein Erdbeben der Stärke 9,2 – das größte jemals in den USA aufgezeichnete – den Prince William Sound, ein Gewässer, das an den Golf von Alaska grenzt. Nicht nur die anfänglichen Gebäude und Wohnhäuser der Streitkräfte, sondern auch eine Reihe von Erdrutschen, Tsunamis und anderen Erdbeben (so genannte Nachbeben), die Gemeinden bis nach Oregon und Kalifornien betrafen.

Wissenschaftler entdeckten, dass das Erdbeben passiert war, weil die pazifische Platte nicht nur an der nordamerikanischen Platte rieb, sondern tatsächlich darunter rutschte. Der Bereich, in dem diese Platten zusammenlaufen, wird als „Subduktionszone“ bezeichnet. Gelegentlich baut sich der Druck auf und verursacht eine große Bewegung oder einen Megaschub, wenn er schließlich nachlässt. Obwohl Experten diese Bewegungen immer noch nicht vorhersagen konnten, half die Untersuchung der Schäden den Alaskanern, ihre Verteidigung gegen zukünftige Erdbeben zu stützen. Beamte verabschiedeten bessere Bauvorschriften, und die Stadt Valdez, die auf instabilem Land lag, wurde tatsächlich vier Meilen nach Osten verlegt.

6. In Chile ereignete sich das weltweit größte aufgezeichnete Erdbeben.

Das Erdbeben von 1960 in der Nähe von Valdivia, Chile, war größer als das Erdbeben in Alaska vier Jahre später, aber die Bedingungen, die es verursachten, waren ähnlich. Die Nazca-Platte, die entlang der Westküste Südamerikas unter dem Pazifischen Ozean verläuft, rutscht unter die südamerikanische Platte (die sich unter dem Kontinent selbst befindet). Am 22. Mai 1960 gab es eine riesige Verschiebung entlang einer Länge von 560 bis 620 Meilen der Nazca-Platte, die ein katastrophales, rekordverdächtiges Erdbeben mit einer Stärke von 9,5 verursachte. Genau wie in Alaska löste dieses Beben eine Reihe von Tsunamis und Nachbeben aus, die ganze Städte dezimierten. Es ist schwierig, den Schaden zu beziffern, aber es wird geschätzt, dass mindestens 1655 Menschen starben und weitere 2 Millionen Menschen obdachlos wurden.

7. Ein Erdbeben kann genetische Narben bei einer Art hinterlassen.

Vor ungefähr 800 Jahren trieb ein Erdbeben in der Nähe von Dunedin, Neuseeland, einen Abschnitt seiner Küste nach oben und löschte den dort lebenden Seetang aus. Bald begannen sich neue Seetangbullen in der Gegend anzusiedeln, und ihre Nachkommen sind heute nicht mehr von den benachbarten Seetang zu unterscheiden, die nie verdrängt wurden. Im Juli 2020 veröffentlichten Wissenschaftler eine Studie in der ZeitschriftVerfahren der Royal Society BDies zeigt, dass die beiden Seetangpopulationen tatsächlich eine unterschiedliche genetische Ausstattung haben. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass Erdbeben – und ähnliche geologische Katastrophen – einen extrem nachhaltigen Einfluss auf die Biodiversität des betroffenen Gebiets haben können.

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8. Die Richterskala zur Messung von Erdbeben ist nicht immer genau.

1935 entwickelte Charles Richter eine Skala zur Bestimmung der Stärke eines Erdbebens, indem er die Größe seiner seismischen Wellen mit einem Seismographen maß. Grundsätzlich ist ein Seismograph ein Instrument mit einer an einer festen Basis befestigten Masse; die Basis bewegt sich während eines Erdbebens, während die Masse dies nicht tut. Die Bewegung wird in eine elektrische Spannung umgewandelt, die von einer sich bewegenden Nadel in einem Wellenmuster auf Papier aufgezeichnet wird. Die unterschiedliche Höhe der Wellen wird als Amplitude bezeichnet. Je höher die Amplitude, desto höher wird ein Erdbeben auf der Richterskala (die von eins bis 10 geht) bewertet. Da die Skala logarithmisch ist, ist jeder Punkt 10 mal größer als der darunter liegende.

Die Amplitude seismischer Wellen in einem bestimmten Gebiet ist jedoch eine begrenzte Metrik, insbesondere bei größeren Erdbeben, die ziemlich große Regionen betreffen. In den 1970er Jahren entwickelten die Seismologen Hiroo Kanamori und Thomas C. Hanks eine Messung namens „Moment“, die durch Multiplikation von drei Variablen ermittelt wurde: Entfernung der Plattenbewegung; Länge der Bruchlinie zwischen ihnen; und Steifigkeit des Gesteins selbst. Dieser Moment gibt im Wesentlichen an, wie viel Energie bei einem Erdbeben freigesetzt wird, was eine umfassendere Kennzahl ist als nur, wie viel der Boden bebt.

Um es für die Öffentlichkeit verständlich auszudrücken, haben sie die Moment-Magnituden-Skala geschaffen, bei der der Moment in einen Zahlenwert zwischen eins und 10 umgewandelt wird. Die Werte steigen logarithmisch an, genau wie auf der Richter-Skala, also ist es keine Seltenheit für Nachrichtensprecher oder Journalisten, die fälschlicherweise die Richter-Skala erwähnen, wenn sie tatsächlich über die Moment-Magnituden-Skala sprechen.

9. Auch auf dem Mond gibt es Erdbeben.

Diese seismischen Verschiebungen, die treffend als Mondbeben bezeichnet werden, können aus verschiedenen Gründen auftreten (die uns bisher bekannt sind). Tiefe Mondbeben sind normalerweise darauf zurückzuführen, dass die Anziehungskraft der Erde die inneren Strukturen des Mondes manipuliert. Ein Oberflächenbeben hingegen ist manchmal das Ergebnis eines Meteoriteneinschlags oder des starken Temperaturwechsels zwischen Tag und Nacht. Im Mai 2019 schlugen Wissenschaftler jedoch einen möglichen vierten Grund für flachere Erschütterungen vor: Der Mond schrumpft, wenn sein Kern abkühlt, und dieser Prozess verursacht Verschiebungen in seiner Kruste. Wenn sich die Kruste verschiebt, können sich auch die Steilhänge – oder Kämme –, die wir auf der Mondoberfläche sehen, verschieben.