Plattentektonik 1

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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

                       

Merke:

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Mit der Plattentektonik hängt der Vulkanismus eng zusammen.

Überall dort woA Platten divergierenB Platten subduziert werdenC Hot spots von unten durch die Kruste glühen –

gibt es den Vulkanismus, bei dem Magma aus dem Erdinneren austritt.

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

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

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Bilder zum Vulkanismus:Smoker und Feuerspeier

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

©J.D. Griggs / USGS ©J.D. Griggs / USGS ©J.D. Griggs / USGS

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Bilder zum Vulkanismus:Lavaströme am Kilauea, Hawaii©USGS

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Bilder zum Vulkanismus:Strobmoli, Italien 1969 © B.Chouet / USGS

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Die Verteilung der Erdbeben auf der Erde

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Erdbeben¬ Begriffe (für das GLOSSAR)

Epizentrum: Punkt an der Erdoberfläche über dem →Hypozentrum. Das Epizentrum wird durch die geographischen Koordinatenvon Längengrad und Breitengrad angegeben.

Herdtiefe: Tiefe eines Erdbebens (in Kilometern) unter derErdoberfläche. Die Erdbebenherde liegen meist zwischen 5 km und 70 km Tiefe.

Herdzeit: Uhrzeit des Beginns eines Erdbebenprozesses in GreenwichMeantime (GMT = Weltzeit).

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Erdbeben

Intensität: 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 Epizentrumund den örtlichen Untergrundbedingungen ab.

Magnitude: Gemessen in der Richter-Skala, einem logarithmischen Massfür die seismische Energie eines Erdbebens. Zur Bestimmung der Magnitude müssen die Bodenbewegungenals Seismogramme mit Seismometern gemessen werden.

Eine Erhöhung der Magnitude um eine Einheit entsprichteiner Vergrößerung der Bodenbewegung um den Faktor 10 undeiner Erhöhung der Energie auf etwa das 30fache.

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Mikrobeben: 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 undStärke der Beben.

Seismogramm: Mit einem Seismometer erstellte Abbildung deszeitabhängigen Verlaufs der Bodenbewegung an einemStationspunkt während eines Erdbebens.

Erdbeben

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Seismologie: Seismologie ist die Lehre von Erdbeben und der Entstehungund Ausbreitung  seismischer Wellen durch und über dieErde. Ein Seismologe ist ein Wissenschaftler, der Erdbeben undseismische Wellen untersucht.

Seismometer: Erdbebenmeßgerät, das die Bodenbewegungen erfasst. Das physikalische Prinzip eines Seismometers ist das einesPendels.

Störung: Geologische Trennfläche im Untergrund entlang derer sichGesteinspartien 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.

Erdbeben

Etc.: http://www.noezsv.at/wastun/erdbeben/fachwoerter.htm

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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.

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(1) Atombombenexplosion auf Mururoa, 5.9.1995, Magnitude 4,8

(2) Starkes Erdbeben bei den Nikobaren, 24.7.2005, Magnitude 7,3

(3) Erdbeben indischer Ozean ("Tsunami-Erdbeben"), 26.12.2004, Magnitude 9,3

Seismogramme

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Erdbeben

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ErdbebenRaumwellen

Diese Wellen breiten sich innerhalb von Körpern aus.

• P-WellenDie 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-WellenDie 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.

http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/welle01.htmlhttp://www.vs-c.de/vsengine/vlu/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/wellen/grundlagen.vlu.html

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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 zurAusbreitungsrichtung 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-WellenDie Love-Wellen wurden nach einem Britischen Mathematiker gleichen Namensbenannt, 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 Meereswellenrollt. Die meisten Erschütterungen, die bei einem Erdbeben gespürt werden, sind in der Regel Rayleigh-Wellen, die die größten Amplituden erreichen.

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Erdbeben

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Erdbeben

http://www.kip.uni-heidelberg.de/ungeordnete_fk/rayleigh.mov

Love-Wellen

Rayleigh-Wellen

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Die Frequenzen der Erdbebenwellen liegen im Bereich zwischen 0,1 Hz und 30 Hz.

Merke:

Aufgrund der unterschiedlichen Fortpflanzungsgeschwindigkeiten von P- und S-Wellentreffen diese auch zu unterschiedlichen Zeiten an einer seismographischen Station ein. Aus dem Laufzeitunterschied kann auf die Entfernung des Epizentrums geschlossen werden.

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Erdbeben

                                                       

Für Atlanta gilt: t = 320 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rAtlanta 2,98·103 km

Für St. Paul gilt:t = 230 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rSt. Paul 2,14·103 km

Für Berkeley gilt:t = 92 s. Damit ergibt sich eine Entfernung zum Epizentrum von ca. rBerkeley 856 km

Triangulation der Laufzeitunterschiede:

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Erdbeben

Konvergenz Horizontalverschiebung

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•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.

Ursachen und Auslöser

Die Spannungen werden vor allem durch die Plattentektonik Verursacht.Der aktuelle Anlass kann jedoch unscheinbar sein:

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Erdbeben: aktuell

http://www.gfz-potsdam.de/geofon/seismon/globmon.html

http://www.earthquake.usgs.gov/recenteqsww/index.html

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PLATTENTEKTONIK Erdbeben

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 200,000    

December 16, 1920 China, Gansu 200,000 7.8 Major fractures, landslides.

March 23, 893+ Iran, Ardabil 150,000    

September 1, 1923 Japan, Kanto(Kwanto)

143,000 7.9 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 Deaths from earthquake and tsunami.

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 China, Gansu 70,000 7.6  

May 31, 1970 Peru 66,000 7.9 $530,000,000 damage, great rock slide, floods.

1268 Asia Minor, Silicia 60,000    

January 11, 1693 Italy, Sicily 60,000    

May 30, 1935 Pakistan, Quetta 30,000 to 60,000 7.5 Quetta almost completely destroyed.

February 4, 1783 Italy, Calabria 50,000    

June 20, 1990 Iran 50,000 7.7 Landslides.

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Erdbeben

http://nisee.berkeley.edu/elibrary/browse/kozak

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

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Erdbeben

Aktuelles Seismogramm:http://www.seismo.uni-koeln.de/seismogramme/drum.htm

Zusatzstoff:http://www.seismo.uni-koeln.de/edu/index.htm

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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.

http://www.univie.ac.at/geo_physisch/UE_PS/PS_GEOMORPH/home/inhalte/plattentektonik/plattentektonik.html

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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