Seismologie

Bestimmt hörst Du in den Nachrichten immer mal wieder von schweren Erdbeben auf der Erde, beispielsweise am Pazifischen Feuerring. Personen, die sich mit solchen Erdbeben befassen, nennt man Seismologen und Seismologinnen – sie beschäftigen sich mit der Seismologie. Der Fokus liegt dabei auf der seismischen Energie, die Erdbeben freisetzen.

Aber was ist diese seismische Energie und wird sie tatsächlich nur von Erdbeben freigesetzt? Und was genau machen denn die Seismologen und Seismologinnen?

Seismik – Definition

Der Begriff Seismik geht auf das griechische Wort seismos zurück, das mit Erdbeben übersetzt werden kann. Seismik gilt als Teilbereich der Geophysik.

Seismische Wellen sind energetische Wellen, die durch ruckartige Bewegungen im Erdinneren entstehen. Sie entstehen bei verschiedenen Prozessen:

• Erdbeben
• Explosionen
• Rüttelmaschinen

Im alltäglichen Gebrauch schließt die Seismik jedoch die Untersuchung der Erde durch Erdbebenwellen aus und bezieht sich auf die Untersuchung des Planeten mithilfe von künstlich erzeugten seismischen Wellen.

Seismologie – Definition

Die Seismologie beschäftigt sich entgegen der Seismik nicht mit künstlich erzeugten seismischen Wellen, sondern mit Erdbebenwellen.

Das Wort Seismologie setzt sich aus den beiden griechischen Begriffen seismos für Erdbeben und logos für Lehre zusammen. Sie ist also einfach gesagt die Lehre der Erdbeben.

Seismologie – einfach erklärt

Seismologen und Seismologinnen beschäftigen sich also mit der Beobachtung und Auswertung seismischer Wellen, die durch ein Erdbeben entstehen. Grundlage für ihre seismischen Messungen ist demnach die seismische Energie.

Seismische Energie

Seismische Energie entsteht durch ruckartige Bewegungen im Erdinneren. Von dem Ort der ruckartigen Bewegung aus breitet sich seismische Energie in Form von Wellen, den sogenannten seismischen Wellen, aus.

Von diesen seismischen Wellen gibt es unterschiedliche Arten:

• Raumwellen
  • P-Wellen
  • S-Wellen
• Oberflächenwellen
  • Love-Wellen
  • Rayleigh-Wellen

Alle Arten von seismischen Wellen werden in der Seismologie analysiert und genau beobachtet, um so Informationen über das Erdinnere zu erhalten.

Erdbeben

Seismische Energie, die speziell in der Seismologie betrachtet wird, entsteht durch Erdbeben – man spricht in diesem Zusammenhang bei seismischen Wellen auch oft von Erdbebenwellen.

Ein Erdbeben entsteht durch verhakte tektonische Platten. Diese Platten bewegen sich aufgrund der Plattentektonik ständig und können sich so an ihren Rändern ineinander verhaken, wodurch sich enormer Druck aufbaut.

Wird dieser Druck zu groß, lösen sich die Platten ruckartig voneinander, wobei seismische Energie in Form von seismischen Wellen freigesetzt wird. Diese breiten sich vom Erdbebenherd – dem Entstehungsort des Erdbebens – im ganzen Erdkörper aus.

Durch die Analyse von Erdbeben und den Prozessen im Erdbebenherd versuchen Seismologen und Seismologinnen so viele Informationen wie möglich zu sammeln. Diese wollen sie für das Voraussagen von bevorstehenden Erdbeben nutzen. So wird versucht, in gefährdeten Gebieten erdbebensicher zu bauen, die Menschen dort auf den Notfall vorzubereiten und im Falle eines Erdbebens die Personen aus den betroffenen Regionen zu evakuieren.

Pazifischer Feuerring

Bei circa 90 Prozent aller Erdbeben, die weltweit stattfinden, befindet sich der Erdbebenherd am Pazifischen Feuerring. Der Pazifische Feuerring ist eine Kette aus mindestens 450 Vulkanen – inaktiv und aktiv – und umfasst mehrere tektonische Platten.³ Dazu gehören:

• Pazifische Platte
• Juan-de-Fuca-Platte
• Cocosplatte
• Nazca-Platte

Da diese tektonischen Platten ständig in Bewegung sind, kommt es an den Plattengrenzen häufig zu Zusammenstößen oder Rissen. Durch diese Prozesse kommt es, wie Du im oberen Kapitel bereits erfahren hast, zu Erdbeben, wenn sich aufgebauter Druck an den Plattengrenzen ruckartig abbaut.

Dadurch, dass sich am Pazifischen Feuerring verhältnismäßig viele Plattengrenzen in unmittelbarer Nähe befinden, gilt die Region als die mit der höchsten seismischen Aktivität weltweit.

Seismische Messungen

Seismische Messungen wurden in den letzten Jahrzehnten stetig verbessert. Vor allem modernere Messgeräte, die Weiterentwicklung von Methoden in der Theorie der Wellenausbreitung und Interpretation von Seismogrammen und die Nutzung von Computern haben den Fortschritt der Seismologie bedingt.

Um seismische Energie in Form von seismischen Wellen auswerten zu können, werden Messungen in einem Seismogramm aufgezeichnet.

Diese Aufzeichnung eines Seismogramms kann sowohl mechanisch als auch elektronisch erfolgen.⁴

Seismograph

Seismogramme werden mithilfe eines sogenannten Seismographen aufgezeichnet.

Die erste Seismograph-ähnliche Konstruktion wurde bereits im Jahr 132 gebaut. In den Jahrhunderten danach entstanden einige ganz einfache Seismographen, die jedoch für gute Messergebnisse zu unempfindlich auf seismische Wellen reagierten.

Im Jahr 1889 wurde dann mithilfe eines Seismographen das erste Fernbeben – ein Erdbeben, das nicht in unmittelbarer Nähe stattfindet – aufgezeichnet. Gebaut wurde dieser Seismograph von Ernst von Rebeur-Paschwitz.

Nach diesem Durchbruch wurden schnell viele weitere gute Messgeräte gebaut.

Abbildung 1 zeigt Dir einen Seismographen, der früher genutzt wurde. Heute steht er im National Museum of Nature and Science in Tokyo, Japan.

Abb. 1 - Seismograph

Seismometer

Heutzutage werden mechanisch arbeitende Seismographen nur noch selten eingesetzt. Sie wurden von den moderneren Seismometern abgelöst.

Der Großteil der Seismometer, die es weltweit gibt, ist in einem internationalen Informationssystem miteinander verbunden. So können seismologische Institute auf weltweite Daten zu Erdbeben und seismischen Messungen zugreifen.

Seismologen

Seismologen und Seismologinnen sind Menschen, die sich mit der Seismologie beschäftigen. Es gibt viele bekannte Forscher und Forscherinnen, die sich mit der Seismologie auseinandersetzen oder auseinandergesetzt haben. Dazu gehören:

• Inge Lehmann
• Charles Francis Richter
• Mercalli