Erdbeben, Erdbebenstärke und Opferzahlen. Quelle: Wikipedia Commons

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Helge Hartmann
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1 Erdbeben, Erdbebenstärke und Opferzahlen Quelle: Wikipedia Commons

2 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.

3 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

4 I. THEORIE

5 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.

6 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 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

7 Angaben zur Mercalliskala (MMI*) *Modifizierte Mercalli-Intensität

8 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.

9 Zwei Wissenschaftler, zwei Erdbebenskalen Charles Richter Giuseppe Mercalli

10 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)

11 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 M w Die Unterschiede sind für uns hier unwesentlich (die Momenten-Magnituden- Skala funktioniert besser bei Messungen über

12 Sehr ähnlich, aber heute etwas besser einsetzbar: Momenten-Magnituden-Skala M w 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 Genauer Vergleich der freigesetzten Energie: Veranschaulichung der freigesetzten Energie durch Vergleich mit Hiroshima-Atombombe (Quelle Wikipedia):

Zusammenfassung zu M w 1. Die Momenten-Magnituden-Skala gibt an, welche Energiemenge beim Erdbeben im Hypozentrum freigesetzt wird. 2. Bei einem Erdbeben gibt es deshalb genau einen M w -Wert.

13 Zusammenfassung zu M w 1. Die Momenten-Magnituden-Skala gibt an, welche Energiemenge beim Erdbeben im Hypozentrum freigesetzt wird. 2. Bei einem Erdbeben gibt es deshalb genau einen M w -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 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 M w -Wert von 10 registriert (Quelle Wikipedia):

14 II. AUFGABENSTELLUNG

15 Aufgaben Halte alle Antworten stichwortartig schriftlich fest 1.Gestalte ein Liste zu den drei Erdbeben mit: Stärke (M w ), 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.

16 III. MATERIAL

17 Haiti, (Folie 1 von 3) (Quelle Wikipedia) Human Development Index von Haiti: 0,532 (149. Stelle aller Länder der Welt)

18 Haiti, (Folie 2 von 3) Quelle USGS:

19 Quelle: Wikipedia Commons Erdbeben von Haiti, (Folie 3 von 3)

20 Christchurch, Neuseeland, (Folie 1 von 2) (Quelle Wikipedia) Human Development Index von Neuseeland: 0,907, (3. Stelle aller Länder der Welt) Quelle USGS:

21 Christchurch, Neuseeland, (Folie 2 von 2) Quelle: Wikipedia Commons

22 Erdbeben von Sendai, (Folie 1 von 2) Anzahl Todesopfer: Noch unbestimmt ( ), wohl weit über (Quelle Wikipedia) Human Development Index von Japan: (11. Stelle) Quelle USGS:

23 Erdbeben von Sendai, (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 Tsunami (Luftaufnahmen) ist=ql&index=1 Tsunami (Bodenaufnahmen)

24 IV. LÖSUNGEN

25 Lösungsansätze (Aufgabe 1) Erdbeben von M w (Stärke) max. MMI (Intensität) Herdtiefe Anzahl Todesopfer Port au Prince (Haiti) km zwischen und Christchurch (Neuseeland) km 166 Sendai (Japan) km > (Schätzung )

26 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.

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