Die Erde ist aus drei Hauptzonen aufgebaut: Erdkruste, Erdmantel und Erdkern. Das kannst Du Dir nicht recht vorstellen? Dann bau sie ganz einfach nach. Du brauchst: Einen Kieselstein, Alufolie, eine Serviette, etwas Zeitungspapier, Luftballon, Schere und Klebeband.
Nimm zunächst einen Kieselstein als inneren Erdkern. Eine Kastanie oder Nuss eignet sich auch. Der Kern unserer Erde ist auch eine feste Kugel. Allerdings besteht sie aus den Metallen Eisen und Nickel und ist etwa 5.000 Grad Celsius heiß. Nur durch den hohen Druck kann sie nicht schmelzen. Wickele nun Alufolie als äußeren Erdkern um den inneren. Denn der äußere Erdkern besteht überwiegend aus Eisen, ist flüssig und noch etwa 3.700 Grad Celsius heiß.
Nimm nun eine feurig rote Serviette und wickele sie um Deinen Erdkern. Das ist der innere und heißere Teil des Erdmantels. Wickele noch ein Stück Zeitungspapier darum. Das ist der äußere Erdmantel. Das Gestein ist hier "nur noch" etwa 1.400 Grad Celsius heiß. An Schwachstellen der Erdkruste kann es schmelzen und als Magma aufsteigen. Dann droht ein Vulkanausbruch.
Und was fehlt noch? Klar, die Erdkruste. Nimm einen Luftballon und schneide das Ende ab. Stülpe den Luftballon über Deine fest zusammengedrückte Erdkugel. Klebe das Ende fest und fertig ist die Erde. Denn unsere Erde hat im Vergleich zu ihrem Inneren auch so eine dünne Kruste wie die dünne Haut Deines Luftballons. Unter den Ozeanen ist die Erdkruste manchmal dünner als zehn Kilometer, an den Kontinenten misst man zwischen 25 und 70 Kilometern. Der Erdmantel weist im Vergleich stattliche 3.000 Kilometer auf.
Und woher weiß man das? Vieles, was wir über das Erdinnere wissen, beruht auf der Aufzeichnung und Auswertung von Erdbebenwellen. Diese durchlaufen die gesamte Erdkugel und werden beispielsweise an Grenzen zwischen Schichten gebrochen. Erdbeben pflanzen sich in Wellen fort. Um das nachzuvollziehen brauchst Du: Eine Spielzeugeisenbahn mit Anhängern, ein Seil, einen Stuhl oder Tisch und Bauklötze.
Wenn sich Gestein bei einem Erdbeben plötzlich verschiebt, breiten sich vom Ausgangspunkt der Verschiebung, dem so genannten Erdbebenherd oder Hypozentrum, nach allen Seiten Erdbebenwellen aus. An einem Ort, der von einem Erdbeben bedroht wird, treffen zwei Arten von Erdbebenwellen ein: Raumwellen und Oberflächenwellen.
Die zuerst ankommenden Wellen werden als Primärwellen oder P-Wellen bezeichnet. Danach folgen die Sekundärwellen oder S-Wellen. Beide Wellentypen durchlaufen den ganzen Globus und sind somit Raumwellen. Schließlich treffen die Oberflächenwellen ein, die sich, wie ihr Name sagt, nur an der Oberfläche fortpflanzen.
Zuerst werden bei einem Erdbeben die Primär- oder P-Wellen registriert. Sie verhalten sich in Gesteinen wie Schallwellen in der Luft, sind aber mit einer Fortpflanzungsgeschwindigkeit von etwa fünf Kilometern pro Sekunde wesentlich schneller als Schallwellen. Mit einer Spielzeugbahn kannst Du die Übertragung von P-Wellen nachvollziehen. Wenn Du rasch an der Lok ziehst und schiebst, läuft die Wellenbewegung durch die angehängten Waggons hin und her. Auf jedes Zusammenschieben der Waggons folgt ein Auseinanderziehen. Du kannst auch mit Freunden eine "Eisenbahn" bilden und vor und zurück rucken.
Mit etwas weniger als der halben Geschwindigkeit von P-Wellen breiten sich S-Wellen aus. Bei ihnen schwingen die Gesteine in einer senkrechten Ebene zur, daher nennt man sie Transversalwellen. Sie ähneln den transversalen Bewegungen von Lichtwellen. Die Wirkung von S-Wellen kannst Du mit einem Schwingseil sichtbar machen. Stelle Dich einem Partner gegenüber und lasst gemeinsam das Seil auf und ab schwingen. Das Seil hebt sich und fällt dabei wie der Boden beim Erdbeben.
Oberflächenwellen und breiten sich entlang der Erdoberfläche aus. Für ihre Schwingungen benötigen sie eine freie Oberfläche, wie Wellen auf dem Meer. Sie rufen bei großen Erdbeben die viel beschriebene "rollende Bewegung" des Untergrundes hervor. Die Abfolge unterschiedlicher Oberflächenwellen bildet den wesentlichen und verheerenden Teil eines Erdbebens. Sie halten fünfmal länger an als P- und S-Wellen. Ihre Wucht kannst Du wie folgt nachvollziehen: Lege einen Bauklotz auf einen Stuhl oder Tisch und schlage mit Deiner Faust daneben. Eine dadurch auslöste Schockwelle lässt den Bauklotz oder andere Gegenstände in die Luft hüpfen. Je näher er dem Aufschlagpunkt ist, desto höher.
Text und Bilder: Birgit Bender
