Erdbeben

Plattenbewegungen verlaufen nicht gleichmäßig. An einer Störungsfläche verhaken sich die Gesteinsblöcke, während die Platten weiter gegeneinander drücken. Das Gestein verformt sich dabei elastisch und speichert Spannung – wie ein gebogener Zweig. Überschreitet die Spannung die Festigkeit des Gesteins, bricht oder verschiebt es sich ruckartig um Zentimeter bis Meter. Die gespeicherte Energie wird als seismische Welle frei. Dieses Modell heißt elastische Rückfederung.

Von der Bruchstelle laufen verschiedene Wellen durch die Erde. Die Primärwellen (P-Wellen) sind Längswellen und mit etwa 6 km/s am schnellsten, die Sekundärwellen (S-Wellen) sind Querwellen und langsamer. An der Oberfläche kommen zuletzt die Oberflächenwellen an, die die größten Bodenbewegungen verursachen. Seismometer zeichnen diese Wellen auf. Aus dem Zeitabstand zwischen P- und S-Welle kann eine Station berechnen, wie weit das Bebenzentrum entfernt ist.

Über 90 Prozent aller Erdbeben liegen an Plattengrenzen. Am Pazifischen Feuerring, wo Platten abtauchen, treten Beben bis in etwa 700 km Tiefe auf; an mittelozeanischen Rücken bleiben sie flacher als rund 20 km. Auch in Deutschland gibt es messbare Beben, etwa in der Niederrheinischen Bucht und im Oberrheingraben, meist mit geringer Stärke. Vorhersagen lassen sich Erdbeben bis heute nicht: Man kennt die gefährdeten Gebiete und die Wahrscheinlichkeiten, aber nicht den Tag.

Die Richterskala misst, wie stark der Boden bei einem Erdbeben ausschlägt, gibt diesen Wert aber nicht direkt, sondern logarithmisch an. Das bedeutet: Jede volle Stufe entspricht der zehnfachen Amplitude der Bodenbewegung. Ein Beben der Stärke 6 bewegt den Boden also nicht doppelt, sondern hundertmal so stark wie eines der Stärke 4. Die freigesetzte Energie wächst dabei sogar noch schneller, um etwa den Faktor 32 je Stufe.

In der Praxis werden heute meist genauere Varianten wie die Momenten-Magnituden-Skala verwendet, die nach demselben logarithmischen Prinzip funktioniert. Für die Klassenarbeit reicht es, sich die Faustregel zu merken: eine Stufe mehr bedeutet die zehnfache Bodenbewegung. Neben der Magnitude beschreibt die Intensitätsskala (zum Beispiel die europäische Skala EMS), wie stark ein Beben an einem bestimmten Ort tatsächlich wahrgenommen wird und welche Schäden es verursacht – diese Angabe hängt zusätzlich von Entfernung, Untergrund und Bauweise ab.

Ein häufiger Fehler ist es, die Richterskala für linear zu halten und zu denken, ein Beben der Stärke 6 sei nur „ein bisschen stärker“ als eines der Stärke 5. Tatsächlich ist die Bodenbewegung zehnmal, die freigesetzte Energie sogar rund 32-mal so groß. Ein zweiter Fehler ist es, Hypozentrum und Epizentrum zu vertauschen: Nur das Hypozentrum liegt in der Tiefe, das Epizentrum immer an der Erdoberfläche.

Auch wenn Deutschland weit von den großen Erdbebenzonen entfernt liegt, spürst du das Thema in den Nachrichten regelmäßig: Berichte über Erdbeben in der Türkei, in Japan oder in Chile beziehen sich fast immer auf die Momenten-Magnituden-Skala. Bauvorschriften in gefährdeten Regionen, etwa in der Türkei oder in Kalifornien, verlangen erdbebensicheres Bauen, das Gebäude flexibler statt starrer macht, damit sie Erschütterungen besser abfedern.