Unsere Erde ist kein starres Gebilde. Die äußerste und erkaltete Schale der Erde aus Erdkruste und oberstem Erdmantel, die so genannte Lithosphäre, ist in einzelne Platten zerbrochen. Erdbeben sind Erschütterungen des Untergrundes durch Prozesse in der Lithosphäre. Ein Erdbeben tritt auf, wenn Gesteinsmassen, die ständig starken Verformungskräften ausgesetzt sind, an einer Schwächezone plötzlich brechen. Das Gestein verschiebt sich ruckartig beiderseits der Schwächezone und verursacht dabei Erschütterungen oder Schwingungen des Untergrundes.
Die Stärke oder Magnitude von Erdbeben misst man nach der logarithmischen Richter-Skala. Dabei unterscheiden sich Erdbeben, die mit ihrem maximalen Ausschlag um den Faktor 10 voneinander abweichen, in ihrer Magnitude um den Wert 1 auf der Richter-Skala. Ein Erdbeben mit der Magnitude 7,0 bedeutet demnach zehnmal stärkere Bodenbewegungen als bei Magnitude 6,0. Ab etwa Erdbebenstärke 3 nehmen wir die Schwingungen wahr.
Erdbeben pflanzen sich in Wellen fort. Um das nachzuvollziehen brauchst Du: Eine Spielzeugeisenbahn mit Anhängern, ein Seil, einen Stuhl, einen Plastikhammer und Sand.
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.
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: Verstreue etwas Sand auf einem Stuhl und schlage mit einem Gummihammer gegen den Stuhl. Eine vom Hammer ausgehende Schockwelle lässt den Sand ordentlich in die Luft hüpfen. Je näher er dem Aufschlagpunkt ist, desto höher.
Text und Bilder: Birgit Bender
