Erdbeben und Vulkane: Ursachen, Messung und Verteilung

Manifestationen (I): Entstehung von Erdbeben

Erdbeben entstehen, wenn gespeicherte Energie im Erdinneren schlagartig freigesetzt wird.

Wichtige Begriffe

• Fokus oder Hypozentrum: Der Punkt im Erdinneren, von dem das Beben ausgeht.
• Epizentrum: Der Punkt auf der Erdoberfläche, der sich vertikal über dem Hypozentrum befindet.
• Verwerfung (Fehler): Bruch und Verschiebung zweier Gesteinsblöcke.
• Seismische Wellen: Wellen, die bei Erdbeben entstehen.
• Seismograph: Gerät, das die seismische Aktivität eines bestimmten Bereichs aufzeichnet und Seismogramme (Diagrammaufzeichnungen des Erdbebens) erstellt.

Messung der Stärke eines Erdbebens

Magnitude

• Misst die Energie, die durch das Erdbeben freigesetzt wird.
• Wird auf der Richter-Skala von 1 bis 8 Grad gemessen.
• Ist eine numerische und logarithmische Skala.

Intensität

• Misst die Auswirkungen des Erdbebens an einem bestimmten Punkt.
• Wird auf der Mercalli-Intensitätsskala (I–XII) gemessen.

Manifestationen (II): Ursachen von Erdbeben

Tektonische Ursachen

• Massenbewegung von Gestein entlang von Verwerfungen (Hypozentrum < 50 km).
• Reibung zwischen lithosphärischen Platten (Subduktionsgebiete).
• Sekundäre Erschütterungen (Hypozentrum: bis zu 700 km).
• Kann große Katastrophen verursachen.
• Bewegung erzeugt zwei Blöcke (m < 50) in Subduktionszonen (h: 700 tief).

Vulkanische Ursachen

• Bewegung von Magma unter der Erde.
• Sehr explosive Ausbrüche.
• Häufiger und intensiver.

Seismische Risikofaktoren

• Magnitude des Erdbebens.
• Bevölkerungsdichte und Infrastruktur (Gebäude, Straßen, Autobahnen, Brücken).

Verteilung der Erdbeben

• Erster Gürtel von hoher Seismizität rund um den Pazifik (Pazifische Platte, Nazca und Cocos).
• Zweiter Gürtel intensiver seismischer Aktivität, beginnend bei den Azoren und Gibraltar, durch das Mittelmeer bis nach Indonesien.
• Dritter Gürtel hoher Seismizität durch den Mittelatlantik, geteilt durch die mittelozeanischen Rücken.

Verteilung von Vulkanen

Aktive Bereiche: Junge Gebirgsketten, mittelozeanische Rücken, Transformstörungen und Subduktionszonen.

Hotspot

Vulkan, der aus dem tiefen Erdmantel durch eine Platte aufsteigt.

Vulkantypen basierend auf Plattengrenzen

• Konstruktive Plattengrenzen: Mittelozeanische Rücken (Vulkaninseln).
• Destruktive Plattengrenzen: Subduktionszonen (Chimborazo, Cotopaxi (Anden), Krakatau in Indonesien).
• Neutrale Plattengrenzen: Seitliche Verschiebungen (Vesuv, Stromboli, Vulcano, Ätna).
• Hotspots: Mauna Loa, Kilauea und Hualalai (Hawaii).

Definitionen

• Vulkan: Geologische Struktur, die durch Risse oder Spalten entsteht, durch die Magma nach außen dringt.
• Magma: Gesteinsmaterial, das aus der Erdkruste oder dem oberen Mantel stammt.

Vulkanische Produkte

• Gase: CO2, SO2, Wasserdampf, H2S, CO, CH4 (Methan).
• Lava: Magma ohne Gase.
• Feststoffe (Tephra): Asche (< 2 mm), Lapilli (2–64 mm), vulkanische Bomben (> 64 mm).

Klassifizierung von Vulkanen

Nach Viskosität des Magmas und Geschwindigkeit des Gasaustritts (Lacroix, 1908):

Hawaiianischer Typ

Sehr flüssiges Magma. Ruhige Eruptionen.

Strombolianischer Typ

Kleine Explosionen. Lava und pyroklastische Materialien lagern sich in abwechselnden Schichten ab.

Vulcanischer Typ

Große Explosionen. Freisetzung von festen Materialien. Vulkankegel mit sehr steilem Hang.

Peleanischer Typ

Sehr zähflüssiges Magma. Erstarrt oft, bevor es den Krater verlässt. Sehr heftige Explosionen.

Vulkanformen

Fissuralvulkan (Spaltenvulkan)

Magma tritt durch Frakturen aus (25 km Länge und 15 km Breite). Sehr flüssige Basaltlava. Bildet basaltische Hochebenen (3000 m Dicke).

Zentralvulkan

Magmakammer sammelt Magma an. Steigt im Schlot auf und verlässt den Krater.

Vulkanausbrüche

Landvulkane

• Flüssiges Magma: Gase entweichen leicht, nicht sehr explosiv.
• Zähflüssiges Magma: Gasaustritt ist schwierig, Gase und Druck sammeln sich an, schwere Explosionen.

Unterwasservulkane

• Oberflächlich: Sehr heftige Explosionen unter Wasser, Lava tritt aus.
• Tiefer als 300 m: Lava erstarrt schnell bei Kontakt mit Wasser (Kissenlava).