Magnitude
Seit Beginn des 20. Jahrhunderts werden Erdbeben im zunehmenden Maße auch instrumentell erfasst.
| Die Magnitude ist ein logarithmisches Maß der am Erdbebenherd freigesetzten Schwingungsenergie, welche aus den aufgezeichneten Seismogrammen ausgewertet wird. | |
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Mit Hilfe von Seismometern können heute bereits sehr kleine Bodenbewegungen in der Größenordnung von einem Nanometer, also einem milliardstel Meter, nach Größe und Richtung als Funktion der Zeit erfasst werden. Dies hat zu einer Fülle neuer Informationen über Erdbeben geführt und das Konzept der Plattentektonik grundsätzlich bestätigt. Die von möglichst vielen Erdbebenstationen registrierten Seismogramme ermöglichen u.a. nicht nur eine genaue Ortung des Erdbebenherdes, sondern auch die Bestimmung der Lage und Ausdehnung der aktiven Bruchfläche sowie der Größe und Richtung der an ihr erfolgten Verschiebung. |
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Instrumentelle Erdbebenaufzeichnungen sind die Grundlage für die Bestimmung der Magnitude, die 1935 von Charles Richter in Kalifornien eingeführt wurde. Die Magnitude stellt ein logarithmisches Maß der am Erdbebenherd freigesetzten Schwingungsenergie dar, die aus den Seismogrammen berechnet wird. Sie kann daher sofort – unabhängig von Schadens- und Fühlbarkeitsberichten, da deren Übermittlung oft viel Zeit benötigt – errechnet werden. Die Magnitude bezieht sich jedoch auf die Energie des Erdbebens und sagt vorerst noch nichts über die Schäden an der Erdoberfläche aus, da diese von der Tiefe des Erdbebenherdes und der vorhandenen Bebauung abhängig sind. Negative Magnituden: Immer wieder werden wir gefragt, warum es Magnituden kleiner Null geben kann. Der Grund, warum wir heute Magnituden im Minusbereich, also mit Wert kleiner Null, messen können, liegt darin, dass unsere Erdbeben-Messgeräte (Seismometer) heute sehr viel empfindlicher sind als im Jahre 1935, als Charles Richter die Magnituden-Skala entwickelte. Er machte Experimente in Kalifornien mit verschiedenen schweren Gewichten, die er von einem Turm fallen ließ und dann in größerer Entfernung mit seinen Messgeräten die Bodenerschütterung maß. Er stellte so eine logarithmische Beziehung zwischen Energie, Entfernung und Bodenerschütterung her. Als Magnitude Null bezeichnete er jene Erschütterung, die er mit seinen Messgeräten nicht mehr messen konnte. Da heute die Messgeräte wirklich viel, viel kleinere Erschütterungen messen können, als es damals Charles Richter möglich war, ergeben sich dadurch heute negative Magnituden. Da es sich bei der Magnitude um ein logarithmisches Maß der Erschütterungsenergie handelt, ist natürlich auch bei negativer Magnitude trotzdem eine positive, aber kleine Energie vorhanden. |
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Erdbeben - Magnitudenvergleich:
Ein Erdbeben der Magnitude 7 (z. B. Haiti 2010) weist eine etwa 30 mal größere Energie auf als ein Erdbeben der Magnitude 6. Letzteres ist wiederum 30 mal energiereicher als ein Erdbeben der Magnitude 5 (z. B. Ebreichsdorf 2000).
Linke Abb.: 12. Januar 2010, Erdbeben mit einer Magnitude 7 - Epizentrum lag etwa 25 Kilometer südwestlich von Port-au-Prince, der Hauptstadt Haitis; rechte Abb.- zwei Bilder: 11. Juli 2000, Erdbeben mit einer Magnitude 5 – Epizentrum Ebreichsdorf in Niederösterreich. © Peacekeeping – Minustah und ZAMG Geophysik
Daher kommt auch der gewaltige Unterschied im Zerstörungspotential zwischen Erdbeben der Magnitude 5 und der Magnitude 7, wenn diese in gleicher Herdtiefe stattfinden, da tausend mal mehr Energie freigesetzt wird. Das macht auch das gewaltige Ausmaß von Schäden bei Beben der Magnitude 9 (z. B. Japan 2011) und darüber (Sumatra 2004) verständlich.
Da aber die Erdkruste nur begrenzt Deformationsenergie speichern kann, die dann zum Teil in Form von seismischer Energie freigesetzt wird, so ist auch eine Magnitude größer 9,5 nicht möglich. Das heißt, die Magnitude ist eigentlich auch nach oben begrenzt. Dennoch wird die Richter-Skala oft als nach oben offene Skala bezeichnet – nur um sie von der Intensitätsskala zu unterscheiden.
Erdbeben ab einer Magnitude 7 führen weltweit bereits zu Auslenkungen von Lotpendeln in Staumauern und Dämmen und können in Meeresnähe Tsunamis verursachen – Seewogen, die in Küstennähe mehrere Meter Höhe erreichen können. Erdbeben der Magnitude 8 und darüber regen sogar den Erdkörper zu messbaren Eigenschwingungen an, die Tage andauern können.
Aus der Magnitude und der Herdtiefe eines Erdbebens können Seismologen die Auswirkungen des Erdbebens an der Erdoberfläche, d. h. die Intensität, abschätzen. So haben z. B. zwei Erdbeben gleicher Energie, d. h. mit gleicher Magnitude, aber unterschiedlichen Herdtiefen, auch unterschiedliche Auswirkungen an der Erdoberfläche und somit auch unterschiedliche Epizentralintensitäten. Umgekehrt kann aus den Auswirkungen von Erdbeben und deren räumlicher Verteilung auf die Magnitude und Herdtiefe geschlossen werden.
