Geologische Risiken: Erdbeben, Vulkane und tektonische Gefahren verstehen

Risiken durch interne Prozesse

Das Erdbebenrisiko

Die Bereiche mit der größten tektonischen Aktivität sind diejenigen mit der höchsten seismischen Aktivität. Ursachen für Erdbeben sind vulkanische Aktivität, Erdrutsche, Explosionen, Bergbau und mehr.

Katastrophen wie starke Erdbeben verursachen in kurzer Zeit erhebliche Auswirkungen:

• Bodenschütteln und Gebäudeschäden: Der Zusammenbruch führt zum Tod vieler Menschen.
• Bodenverflüssigung: Verursacht durch Bruchlinien im Land.
• Erdrutsche: Ein heftiges Erdbeben kann je nach Beschaffenheit des Geländes viele auslösen.
• Tsunami-Wellen: Dies sind sehr schnelle, heftige Wellen, die durch die Verdrängung großer Wassermassen am Meeresboden entstehen. Gemessen an der Wellenhöhe können sie mehrere Meter erreichen, was durch Erdbeben ausgelöst wird. Eruptionen, Erdrutsche und Unterwasserexplosionen sind ebenfalls Ursachen, führen aber oft zu geringeren Schäden.

Vorhersage seismischer Ereignisse

• Erdbeben gehen häufig Vorläufern wie Bodenschütteln oder Bodenverformungen voraus. Diese Phänomene werden zur Erdbebenvorhersage genutzt, treten aber auch ohne seismische Erschütterungen auf, weshalb sie keine verlässlichen Indikatoren für ein bevorstehendes Erdbeben sind.

Prävention des Erdbebenrisikos

• Man kann nur bestimmte Risikogebiete identifizieren und die Schäden reduzieren. Es muss die Integrität von Geräten, Infrastrukturen, Unterstützungssystemen und Dienstleistungen nach einem Erdbeben gewährleistet werden. Die Schadensminderung hängt von spezifischen Maßnahmen in Hochrisikogebieten ab.

Risiko durch tektonische Spannungen (Strain)

• Falten und Brüche sind Verformungen, die die Anordnung und Eigenschaften der Gesteine verändern und somit Risiken für Menschen und Infrastruktur darstellen. Dazu gehören:
• Die wichtigsten tektonischen Deformationen bestimmen grundlegende Eigenschaften der Oberflächenregionen und können das Risiko für andere Prozesse erhöhen. Um ihnen vorzubeugen, muss die geologische Geschichte der betroffenen Region bekannt sein.
• Kleinere Verformungen sind oft kurzfristiger und schneller wirksam. Probleme können bei Fundamenten, Hang- und Böschungsstabilität oder der Durchlässigkeit von Gesteinen auftreten. Zur Prävention dieser Gefahren muss die Anordnung von Brüchen, einschließlich Störungen, Klüften und Spalten, untersucht werden.
• Klüfte (Joints) sind nicht verschobene Brüche in den Gesteinsblöcken, während Störungen (Faults) Verschiebungen der Blöcke aufweisen und normal oder umgekehrt sein können.

Vulkanische Gefahren

• Diese sind weniger auffällig als Erdbeben, da Vulkane jahrelang inaktiv bleiben können, was ein falsches Sicherheitsgefühl erzeugt. Sie sind jedoch sehr gefährlich und verursachen Katastrophen. Die Energie, die bei einem Ausbruch freigesetzt wird, entspricht der eines Erdbebens der Stärke 6 bis 8,5, wird aber schrittweise statt sofort freigesetzt.
• Das Risiko steigt, da Millionen von Menschen in vulkanischen Regionen leben, angezogen durch die Fruchtbarkeit des Bodens.

Prävention vulkanischer Gefahren

• Prävention erfordert Wissen über den Zeitpunkt des Ausbruchs, weshalb eine sorgfältige und ständige Überwachung des Vulkans notwendig ist. Vorläufer zeigen sich durch das Eindringen von Magma in oberflächennahe Brüche, was genaue Vorhersagen erschwert. Nur 1% der aktiven Vulkane werden ausreichend durch Sensoren und Messgeräte überwacht.
• Ist das Magma sehr sauer (hoher Siliziumdioxidanteil), dauert es lange, bis Gase entweichen, was zu explosiven Ausbrüchen führt. Dies bildet hohe, kuppelförmige Vulkane wie den Pelée.
• Ist das Magma basisch (wenig Siliziumdioxid), bildet sich ein flacher Vulkan ohne große Erhebung. Die Lava fließt leicht bei nicht-explosiven Eruptionen, wie beim hawaiianischen Vulkan.

Gefahren, die mit Vulkanen verbunden sind

• Die Explosivität von Eruptionen: Diese wird durch den Gasgehalt und die Viskosität des Magmas bestimmt. Ist das Magma zähflüssig und reich an flüchtigen Bestandteilen, entstehen Explosionen. Die Explosivität kann durch den Kontakt von Wasserdampf mit dem Magma verstärkt werden. Eruptionen stoßen Wolken aus Gasen und flüssigem Magma aus. Pyroklastische Ströme entstehen, die sich schnell über die Oberfläche bewegen und diese verzehren.
• Ausgeworfenes Material: Asche, die sich über viele Meilen schnell ausbreitet, kann Dächer unter ihrem Gewicht zum Einsturz bringen und die Sichtbarkeit beeinträchtigen. Einige Vulkane emittieren giftige Gaskonzentrationen.
• Lahare: Dies sind Schlammströme, die schnell entstehen, wenn Schnee und Eis schmelzen. Sie besitzen eine enorme Zerstörungskraft und erhöhen die Gefahr.
• Lavaströme: Entstehen, wenn das Magma sehr flüssig ist und wenig Gase enthält. Sie bewegen sich nicht sehr schnell, verursachen aber Schäden, indem sie Materialien bedecken und den Boden überziehen.