Erdbeben, Erdbebenstärke und Opferzahlen

Quelle:

Wikipedia

Commons

Lernziele

1. Wichtige Fachbegriffe im Zusammenhang mit Erdbeben korrekt

verwenden und erklären können.

2. Zwei Erdbebenskalen unterscheiden und ihre «Masseinheiten»

erklären können. Beide Skalen miteinander in einen sinnvollen

Zusammenhang bringen können (warum braucht es sowohl die

eine als auch die andere?).

3. Beschreiben und begründen können, welche Faktoren die Zahl

von Todesopfern bei einem Katastrophenbeben wesentlich

beeinflussen.

Inhalt

Diese Präsentation hat vier Teile:

I.Theorie

Selbststudium oder Präsentation durch Lehrperson

II.Aufgabenstellung

Gruppenarbeit

III.Materialien zu drei schweren Erdbeben der Jahre 2010 und 2011:

Gruppenarbeit

1. Haiti

2. Neuseeland

3. Japan

IV.Lösungen

I. THEORIE

Zwei Wissenschaftler, zwei Erdbebenskalen

Charles

Richter

Giuseppe

Mercalli

Giuseppe Mercalli (1850 bis 1914)

Nach seiner Priesterweihe

studierte Mercalli Geologie. Er

war zuerst Professor in Mailand

und Domodossola, später in

Catania und ab 1892 in Neapel.

1889 erschien Mercallis Buch

«Aktive Vulkane der Erde».

Mercalli entwickelte 1902 eine

Skala zur Messung von

Erdbeben-Intensitäten.

Seine Skala wird heute in leicht

abgeänderter Form verwendet:

Modifizierte Mercalli-Intensität

MMI

Angaben zur Mercalliskala (MMI*)

*Modifizierte Mercalli-Intensität

Zusammenfassung MMI

1. Die Modifizierte Mercalli-Intensität gibt an, wie stark sich das Erdbeben an

einem bestimmten Ort auswirkt.

2. Die Auswirkungen sind im Epizentrum natürlich viel stärker als weiter weg

davon.

3. Bei einem Erdbeben gibt es einen maximalen MMI-Wert. Weiter weg vom

Epizentrum wird der MMI-Wert immer kleiner. Es gibt also nicht einen

einzigen MMI-Wert, um das betreffende Erdbeben zu beschreiben.

Zwei Wissenschaftler, zwei Erdbebenskalen

Charles

Richter

Giuseppe

Mercalli

Charles Francis Richter (1900 bis 1985)

US-amerikanischer Seismologe.

Entwickelte am California

Institute of Technology

zusammen mit Beno Gutenberg

die nach ihm benannte

Richterskala.

Sie dient zur genauen Bewertung

der Stärke oder Magnitude

eines Erdbebens.

(Quelle Wikipedia)

Angaben zur Richterskala

Ein Punkt mehr auf der Skala bedeutet eine etwa 31.6-fache Energiefreisetzung im

Erdbebenherd (Hypozentrum).

Zwei Punkte auf der Richterskala entsprechen somit bereits einem rund 1000-fachen

Unterschied in der freigesetzten Energie (Quelle Wikipedia).

Sehr ähnlich, aber heute etwas besser einsetzbar:

Momenten-Magnituden-Skala Mw

Die Unterschiede sind für uns hier unwesentlich (die Momenten-Magnituden-

Skala funktioniert besser bei Messungen über grosse Distanzen hinweg).

0,2 Skalenpunkte entsprechen einer Verdoppelung der Energie

1 Skalenpunkt entspricht dem Faktor 31,6

2 Skalenpunkte entsprechen dem Faktor 1.000

Genauer Vergleich der freigesetzten Energie:

Veranschaulichung der

freigesetzten Energie

durch Vergleich mit

Hiroshima-Atombombe

(Quelle Wikipedia):

Zusammenfassung zu Mw

1. Die Momenten-Magnituden-Skala gibt an, welche Energiemenge beim Erdbeben im

Hypozentrum freigesetzt wird.

2. Bei einem Erdbeben gibt es deshalb genau einen Mw-Wert. Es hat genau eine

Stärke oder Magnitude.

3. Ein Erdbeben mit einer Magnitude von 8 setzt tausendmal mehr Energie frei als

eines der Magnitude 6 oder eine Million mal mehr als eines der Stärke 4.

4. Es gibt im Prinzip keine obere Grenze für die Erdbebenstärke (bei der Richterskala

war deshalb oft von einer «nach oben offenen Skala» die Rede). Es wurde aber

noch nie ein Erdbeben mit einem Mw-Wert von 10 registriert (Quelle Wikipedia):

II. AUFGABENSTELLUNG

Aufgaben

Halte alle Antworten stichwortartig schriftlich fest

1.Gestalte ein Liste zu den drei Erdbeben mit:

Stärke (Mw), maximaler Wert für die Intensität (MMI), Tiefe des

Hypozentrums und Anzahl Todesopfern

2.Formuliere mit deinen eigenen Worten warum es zwei

Erdbebenskalen mit unterschiedlichen «Masseinheiten» gibt. Warum

braucht es sowohl die eine als auch die andere?

3.Welche Faktoren haben die Zahl von Todesopfern bei den drei

Katastrophenbeben wie beeinflusst?

4.Stelle Überlegungen dazu an, weshalb es sinnvoll und wichtig ist,

innerhalb von Minuten ein Erdbeben mittels beider Erdbebenskalen

einordnen zu können.

III. MATERIAL

Haiti, 12.1.2010 (Folie 1 von 3)

Human Development Index von Haiti: 0,532 (149. Stelle aller Länder der Welt)

(Quelle Wikipedia)

Haiti, 12.1.2010 (Folie 2 von 3)

Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/2010rja6/index.html

Erdbeben von Haiti, 12.1.2010 (Folie 3 von 3)

Quelle:

Wikipedia

Commons

Christchurch, Neuseeland, 22.2.2011 (Folie 1 von 2)

Human Development Index

von Neuseeland: 0,907,

(3. Stelle aller Länder der

Welt)

Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/b0001igm/index.html

(Quelle Wikipedia)

Christchurch, Neuseeland, 22.2.2011 (Folie 2 von 2)

Quelle:

Wikipedia

Commons

Erdbeben von Sendai, 11.3.2011 (Folie 1 von 2)

Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/c0001xgp/index.html

Human

Development

Index von

Japan: 0.884

(11. Stelle)

Anzahl

Todesopfer:

Noch

unbestimmt

(14.3.2011),

wohl

weit über

10‘000

(Quelle Wikipedia)

Erdbeben von Sendai, 11.3.2011 (Folie 2 von 2)

Bei Gruppenarbeit:

1. Bitte mit Kopfhörern arbeiten oder Ton abstellen!

2. Zeitbudget beachten, eventuell nur Teile der Filme anschauen!

• Schwankendes Hochhaus

http://www.youtube.com/watch?v=MCQaXi0HJio&feature=related

• Tsunami (Luftaufnahmen)

http://www.youtube.com/watch?v=VB2br18si30&feature=BF&playnext=1&l

ist=QL&index=1

• Tsunami (Bodenaufnahmen)

http://www.youtube.com/watch?v=EKNrTkwZpH8&feature=related

IV. LÖSUNGEN

Lösungsansätze (Aufgabe 1)

Erdbeben von Mw

(Stärke)

max. MMI

(Intensität)

Herdtiefe Anzahl

Todesopfer

Port au Prince

(Haiti)

12.1.2010

7.0 10 17 km zwischen

220‘000 und

500‘000

Christchurch

(Neuseeland)

22.1.2011

6.3 8 5 km 166

Sendai

(Japan)

11.3.2011

9.0 7 24.4 km > 10‘000

(Schätzung

14.3.2011)

Lösungsansätze (Auswahl; Aufgaben 2-3)

2. Erdbebenskalen: Warum braucht es sowohl die eine als auch die andere?

a. Momenten-Magnituden-Skala => Gesamtenergie, «Grösse» des Erdbebens; erste

Abschätzung der möglichen totalen Auswirkungen und Schäden

b. Modifizierte Mercalli-Intensitätsskala => differenziert lokale Auswirkungen je nach Distanz

vom Epizentrum und Tiefe des Hypozentrums (Anmerkung: sowie aufgrund der

Bodenbeschaffenheit)

3. Welche Faktoren haben die Zahl von Todesopfern bei den drei Beben wie beeinflusst?

a. Magnitude «nur 6.3», zwar schweres Erdbeben aber weit über tausendmal schwächer als in

Japan => eher kleine Opferzahl.

b. Gute, relativ erdbebensichere Bauten in Neuseeland => viel weniger zerstörte Gebäude als

in Haiti (allerdings war Erdbeben in Haiti stärker, dafür lag das Epizentrum tiefer).

c. Negativbei Neuseeland => Epizentrum praktisch in der Grossstadt Christchurch.

d. Intensität des japanischen Erdbebens war an Land weitaus weniger extrem als nahe beim

Epizentrum in Haiti (Port au Prince) => ausserhalb der vom; gute, relativ erdbebensichere

Bauweise.

4. Weshalb ist es sinnvoll und wichtig ist, innerhalb von Minuten ein Erdbeben mittels beider

Erdbebenskalen einordnen zu können?

a. Bei Meeresbeben: Es müssen Tsunamiwarnungen herausgegeben werden.

b. Hilfsmannschaften, auch im Ausland, müssen über Einsätze entscheiden können.

c. Es sind Sofortmassnahmen nötig: Züge anhalten, Atomkraftwerke abstellen,

Rettungsmannschaften aufbieten etc.