Erdbeben, Erdbebenstärke und Opferzahlen
Quelle:
Wikipedia
Commons
Lernziele
1. Wichtige Fachbegriffe im Zusammenhang mit Erdbeben korrekt
verwenden und erklären können.
2. Zwei Erdbebenskalen unterscheiden und ihre «Masseinheiten»
erklären können. Beide Skalen miteinander in einen sinnvollen
Zusammenhang bringen können (warum braucht es sowohl die
eine als auch die andere?).
3. Beschreiben und begründen können, welche Faktoren die Zahl
von Todesopfern bei einem Katastrophenbeben wesentlich
beeinflussen.
Inhalt
Diese Präsentation hat vier Teile:
I.Theorie
Selbststudium oder Präsentation durch Lehrperson
II.Aufgabenstellung
Gruppenarbeit
III.Materialien zu drei schweren Erdbeben der Jahre 2010 und 2011:
Gruppenarbeit
1.
Haiti
2.
Neuseeland
3.
Japan
IV.Lösungen
I. THEORIE
Zwei Wissenschaftler, zwei Erdbebenskalen
Giuseppe
Mercalli
Charles
Richter
Giuseppe Mercalli (1850 bis 1914)
Nach seiner Priesterweihe
studierte Mercalli Geologie. Er
war zuerst Professor in Mailand
und Domodossola, später in
Catania und ab 1892 in Neapel.
1889 erschien Mercallis Buch
«Aktive Vulkane der Erde».
Mercalli entwickelte 1902 eine
Skala zur Messung von
Erdbeben-Intensitäten.
Seine Skala wird heute in leicht
abgeänderter Form verwendet:
Modifizierte Mercalli-Intensität
MMI
Angaben zur Mercalliskala (MMI*)
*Modifizierte Mercalli-Intensität
Zusammenfassung MMI
1. Die Modifizierte Mercalli-Intensität gibt an, wie stark sich das Erdbeben an
einem bestimmten Ort auswirkt.
2. Die Auswirkungen sind im Epizentrum natürlich viel stärker als weiter weg
davon.
3. Bei einem Erdbeben gibt es einen maximalen MMI-Wert. Weiter weg vom
Epizentrum wird der MMI-Wert immer kleiner. Es gibt also nicht einen
einzigen MMI-Wert, um das betreffende Erdbeben zu beschreiben.
Zwei Wissenschaftler, zwei Erdbebenskalen
Giuseppe
Mercalli
Charles
Richter
Charles Francis Richter (1900 bis 1985)
US-amerikanischer Seismologe.
Entwickelte am California
Institute of Technology
zusammen mit Beno Gutenberg
die nach ihm benannte
Richterskala.
Sie dient zur genauen Bewertung
der Stärke oder Magnitude
eines Erdbebens.
(Quelle Wikipedia)
Angaben zur Richterskala
Ein Punkt mehr auf der Skala bedeutet eine etwa 31.6-fache Energiefreisetzung im
Erdbebenherd (Hypozentrum).
Zwei Punkte auf der Richterskala entsprechen somit bereits einem rund 1000-fachen
Unterschied in der freigesetzten Energie (Quelle Wikipedia).
Sehr ähnlich, aber heute etwas besser einsetzbar:
Momenten-Magnituden-Skala Mw
Die Unterschiede sind für uns hier unwesentlich (die Momenten-MagnitudenSkala funktioniert besser bei Messungen über grosse Distanzen hinweg).
0,2 Skalenpunkte entsprechen einer Verdoppelung der Energie
1 Skalenpunkt entspricht dem Faktor 31,6
2 Skalenpunkte entsprechen dem Faktor 1.000
Genauer Vergleich der freigesetzten Energie:
Veranschaulichung der
freigesetzten Energie
durch Vergleich mit
Hiroshima-Atombombe
(Quelle Wikipedia):
Zusammenfassung zu Mw
1. Die Momenten-Magnituden-Skala gibt an, welche Energiemenge beim Erdbeben im
Hypozentrum freigesetzt wird.
2. Bei einem Erdbeben gibt es deshalb genau einen Mw-Wert. Es hat genau eine
Stärke oder Magnitude.
3. Ein Erdbeben mit einer Magnitude von 8 setzt tausendmal mehr Energie frei als
eines der Magnitude 6 oder eine Million mal mehr als eines der Stärke 4.
4. Es gibt im Prinzip keine obere Grenze für die Erdbebenstärke (bei der Richterskala
war deshalb oft von einer «nach oben offenen Skala» die Rede). Es wurde aber
noch nie ein Erdbeben mit einem Mw-Wert von 10 registriert (Quelle Wikipedia):
II. AUFGABENSTELLUNG
Aufgaben
Halte alle Antworten stichwortartig schriftlich fest
1.Gestalte ein Liste zu den drei Erdbeben mit:
Stärke (Mw), maximaler Wert für die Intensität (MMI), Tiefe des
Hypozentrums und Anzahl Todesopfern
2.Formuliere mit deinen eigenen Worten warum es zwei
Erdbebenskalen mit unterschiedlichen «Masseinheiten» gibt. Warum
braucht es sowohl die eine als auch die andere?
3.Welche Faktoren haben die Zahl von Todesopfern bei den drei
Katastrophenbeben wie beeinflusst?
4.Stelle Überlegungen dazu an, weshalb es sinnvoll und wichtig ist,
innerhalb von Minuten ein Erdbeben mittels beider Erdbebenskalen
einordnen zu können.
III. MATERIAL
Haiti, 12.1.2010 (Folie 1 von 3)
(Quelle Wikipedia)
Human Development Index von Haiti: 0,532 (149. Stelle aller Länder der Welt)
Haiti, 12.1.2010 (Folie 2 von 3)
Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/2010rja6/index.html
Erdbeben von Haiti, 12.1.2010 (Folie 3 von 3)
Quelle:
Wikipedia
Commons
Christchurch, Neuseeland, 22.2.2011 (Folie 1 von 2)
(Quelle Wikipedia)
Human Development Index
von Neuseeland: 0,907,
(3. Stelle aller Länder der
Welt)
Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/b0001igm/index.html
Christchurch, Neuseeland, 22.2.2011 (Folie 2 von 2)
Quelle:
Wikipedia
Commons
Erdbeben von Sendai, 11.3.2011 (Folie 1 von 2)
Anzahl
Todesopfer:
Noch
unbestimmt
(14.3.2011),
wohl
weit über
10‘000
(Quelle Wikipedia)
Human
Development
Index von
Japan: 0.884
(11. Stelle)
Quelle USGS: http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/pager/events/us/c0001xgp/index.html
Erdbeben von Sendai, 11.3.2011 (Folie 2 von 2)
Bei Gruppenarbeit:
1. Bitte mit Kopfhörern arbeiten oder Ton abstellen!
2. Zeitbudget beachten, eventuell nur Teile der Filme anschauen!
•
Schwankendes Hochhaus
http://www.youtube.com/watch?v=MCQaXi0HJio&feature=related
•
Tsunami (Luftaufnahmen)
http://www.youtube.com/watch?v=VB2br18si30&feature=BF&playnext=1&l
ist=QL&index=1
•
Tsunami (Bodenaufnahmen)
http://www.youtube.com/watch?v=EKNrTkwZpH8&feature=related
IV. LÖSUNGEN
Lösungsansätze (Aufgabe 1)
Erdbeben von
Mw
(Stärke)
max. MMI
(Intensität)
Herdtiefe
Anzahl
Todesopfer
Port au Prince
(Haiti)
12.1.2010
7.0
10
17 km
zwischen
220‘000 und
500‘000
Christchurch
(Neuseeland)
22.1.2011
6.3
8
5 km
166
Sendai
(Japan)
11.3.2011
9.0
7
24.4 km
> 10‘000
(Schätzung
14.3.2011)
Lösungsansätze (Auswahl; Aufgaben 2-3)
2.
Erdbebenskalen: Warum braucht es sowohl die eine als auch die andere?
a. Momenten-Magnituden-Skala => Gesamtenergie, «Grösse» des Erdbebens; erste
Abschätzung der möglichen totalen Auswirkungen und Schäden
b. Modifizierte Mercalli-Intensitätsskala => differenziert lokale Auswirkungen je nach Distanz
vom Epizentrum und Tiefe des Hypozentrums (Anmerkung: sowie aufgrund der
Bodenbeschaffenheit)
3. Welche Faktoren haben die Zahl von Todesopfern bei den drei Beben wie beeinflusst?
a. Magnitude «nur 6.3», zwar schweres Erdbeben aber weit über tausendmal schwächer als in
Japan => eher kleine Opferzahl.
b. Gute, relativ erdbebensichere Bauten in Neuseeland => viel weniger zerstörte Gebäude als
in Haiti (allerdings war Erdbeben in Haiti stärker, dafür lag das Epizentrum tiefer).
c.
Negativbei Neuseeland => Epizentrum praktisch in der Grossstadt Christchurch.
d. Intensität des japanischen Erdbebens war an Land weitaus weniger extrem als nahe beim
Epizentrum in Haiti (Port au Prince) => ausserhalb der vom; gute, relativ erdbebensichere
Bauweise.
4. Weshalb ist es sinnvoll und wichtig ist, innerhalb von Minuten ein Erdbeben mittels beider
Erdbebenskalen einordnen zu können?
a. Bei Meeresbeben: Es müssen Tsunamiwarnungen herausgegeben werden.
b. Hilfsmannschaften, auch im Ausland, müssen über Einsätze entscheiden können.
c.
Es sind Sofortmassnahmen nötig: Züge anhalten, Atomkraftwerke abstellen,
Rettungsmannschaften aufbieten etc.

Powerpoint