Hessischer Erdbebendienst (HED)

Tektonische Erdbeben sind Scherbrüche im Gestein.
Sie entstehen, wenn elastische Spannungen im Untergrund die Gesteinsfestigkeit überschreiten.

Schematische Darstellung eines Scherbruchs.
Die vorstehende Abbildung zeigt einen Gesteinsblock mit Spannungsrichtungen.
Ist die Differenz zwischen größter und kleinster Hauptspannung (durch Bewegungen in der Erdkruste) groß genug, kann es zum Bruch kommen: z.B. entlang der gezeigten Bruchfläche.
Besonders anfällig sind hierfür bereits früher angelegte Schwächezonen (alte Bruchsysteme oder "geologische Störungen").

Wieso ändern sich die elastischen Spannungen im Untergrund?
Elastische Spannungsdifferenzen können verstärkt werden durch:

1. Horizontale Bewegungen infolge der Verschiebung tektonischer Platten.

2. Auflastveränderungen, bedingt durch in geologischen Zeiträumen ablaufende natürliche Vorgänge der Abtragung (Erosion) oder Ablagerung (Sedimentation) oder auch durch menschliche Tätigkeit (z.B. Bergbau, Aufstau künstlicher Seen).

Was geschieht bei einem Erdbeben?
Elastische Energie wird in den Gesteinsblöcken beiderseits der Bruchfläche gespeichert,bis die Festigkeitsgrenze erreicht ist.Wird die Festigkeitsgrenze überschritten, kommt es zum Bruch.
Die gespeicherte Energie wird dann schlagartig durch Zurückschnellen der beiden Blöcke in einen entspannten Zustand freigesetzt. Die Blöcke sind dann gegeneinander versetzt.

Was sind die gefährlichsten Auswirkungen eines Erdbebens?
Die wichtigsten und gefährlichsten Folgen eines Erdbebens sind Erschütterungen der Erdoberfläche.
Die Erschütterungen pflanzen sich vom Herd zur Erdoberfläche in Form verschiedener Arten "elastischer Wellen" mit sehr hoher Geschwindigkeit (mehrere km/s) zu großen Entfernungen fort.
Sie verursachen direkte Schäden und sind für eine Reihe von indirekten Schäden verantwortlich, wie Bodenverflüssigung (wassergesättigter Boden verliert jegliche Festigkeit, so dass er keine Bauwerke mehr tragen kann), Bergrutsche, Schlammlawinen, Lawinen, Bodensetzungen und, als Folge zerstörte Strom- und Gasleitungen, Feuer. In der engeren Umgebung der Bruchfläche können Verwerfungen - als Folge der Versetzungen an der Bruchfläche- große Schäden bedingen.
Tsunamis (Wasserwellen mit gelegentlich gewaltiger Höhe in Ufernähe) sind gefährliche Folgen von starken Beben in Ozeanen. Sie treten vor allem im Pazifik auf.

Durch welche Größen wird ein Erdbeben beschrieben?

Folgende Begriffe werden üblicherweise zur  Charakterisierung eines Erdbebens benutzt, um weltweit Vergleichsmöglichkeiten zu erhalten:

Herdzeit = Die Uhrzeit, zu der das Beben stattfand, in Weltzeit (GMT).

Hypozentrum = Der Ort des Bebens, definiert  durch die geographische Länge l und Breite j sowie die Herdtiefe h.

Magnitude   (M)   = Maßzahl für die Stärke des Bebens. Sie ist ein Maß für die Energie, die in Form von
elastischen Wellen abgestrahlt wird.

Neben diesen Parametern sind noch gebräuchlich:

Epizentrum   = Herdnächster Punkt an der  Erdoberfläche.

Intensität (I) =Stärke, mit der sich ein Beben an der Erdoberfläche bemerkbar macht. Io ist die maximale (normalerweise  im Epizentrum gefühlte) Intensität.

Die Intensität wird durch eine zwölfteilige Skala nach MEDVEDEV, SPONHEUER und KARNIK (MSK 64) beschrieben, die eine qualitativ gleichwertige Neuformulierung der allgemein   bekannten Mercalliskala darstellt (Magnitude und Intensität).