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Geowissenschaftler der Universität Jena messen und analysieren Japans Erdbeben
Auch im thüringischen Moxa schlug am Freitag (11.3.) das Seismometer aus. Dort befindet sich das Geodynamische Observatorium der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Alle Erdbeben mit einer Magnitude ab 6,0 auf der Richterskala weltweit können hier erfasst werden. „Die Wellen, die solche Beben aussenden, bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa sechs bis zehn Kilometer pro Sekunde durch den gesamten Erdkörper“, erklärt Dr. Thomas Jahr, der Leiter der Messstation. „Das Beben vor Japan war hier also etwa 20 Minuten später spürbar.“ Ein Nachbeben von heute (14.3.) ist ebenso mit einer Stärke von 6,1 in Moxa registriert worden.
In einer Größenordnung von Mikrometern bis sogar Millimetern bewegte sich die Erde auch weit entfernt vom Epizentrum. Zumindest vom Seismometer kann diese Bewegung wahrgenommen werden. „Dieses Messgerät besteht im Prinzip aus einer Feder, an der eine Masse befestigt ist“, erläutert der Jenaer Geophysiker. „Läuft eine Welle hindurch, beginnt die Masse zu schwingen und erlaubt so die Bestimmung der Bodenbewegung.“ Gleicht man dann die Messergebnisse mit denen von anderen Stationen ab, kann man schnell feststellen, wo genau ein Erdbeben passiert ist, wie groß die Magnitude war und in welcher Tiefe es stattgefunden hat.
Denn nicht – wie oft fälschlicherweise behauptet – auf dem Meeresgrund passieren solche Erdbeben. „In Japan spielte sich das ganze etwa 28 Kilometer unter dem Meeresboden in der oberen Lithosphäre ab“, sagt Thomas Jahr. Hier liegt eine sogenannte Subduktionszone. Das heißt, hier schiebt sich eine tektonische Platte langsam unter eine andere. „Dabei verhaken sich beide Platten ineinander und es baut sich mit der Zeit eine große Spannung auf“, veranschaulicht der Jenaer Erdbebenexperte. „Diese wird freigesetzt, wenn das Gestein schlagartig bricht – ein Erdbeben entsteht.“ Bevor die Platte sich schließlich dauerhaft neu verhakt, passiert dieser Vorgang mit weit weniger Spannung noch einige Male, was sich durch die Nachbeben bemerkbar macht. „Erst heute Morgen haben wir ein solches Nachbeben registriert, was in Anbetracht der derzeitigen Situation in Japan zu weiteren erheblichen Zerstörungen führen kann“, berichtet Thomas Jahr.
Auch weitere Tsunamis sind möglich. Nur solche vertikalen tektonischen Verschiebungen können die riesigen Wellenfronten hervorrufen. Während ihrer Entstehung auf offenem Meer haben sie zwar eine kleine Amplitude, aber eine große Wellenlänge und eine hohe Geschwindigkeit. Wenn die Wassermassen in flachere Regionen vordringen, geht die ganze Energie in die Amplitude, was die Welle so zerstörerisch macht.
Erdbeben dieser Stärke können sogar die Neigungsachse der Erde verändern und die Länge von Tag und Nacht beeinflussen. „Wie bei einer Eiskunstläuferin, die während einer Pirouette die Drehgeschwindigkeit um die eigene Achse durch Heranziehen oder Strecken der Arme verändern kann, so führen auch die Bewegungen von Masse auf der Erde zur Verlangsamung oder Beschleunigung der Rotation“, erklärt der Jenaer Geophysiker. „Ein Tag kann sich somit minimal, in der Größenordnung einer Mikrosekunde, verlängern oder verkürzen – je nachdem, ob sich die Masse zu einem Pol oder zum Äquator hin verschiebt.“
Bis zu zehn Erdbeben pro Woche verzeichnen die Experten der Universität Jena durchschnittlich weltweit. Das können kleinere seismische Aktivitäten im sächsischen Vogtland oder in Ostthüringen sein, aber auch große Beben wie in Japan oder kürzlich in Neuseeland. Eins betont Thomas Jahr besonders: „Trotz aller Messungen auf der ganzen Welt können wir keine Erdbeben voraussagen. Das ist schlicht nicht möglich. Man kann schließlich auch nicht vorhersagen, wo und wie sich ein Teilchen aus einem fertigen Puzzle hebt, wenn es mit unbekannter Kraft zusammengeschoben wird.“
Zwar existierten natürlich gewisse Wahrscheinlichkeiten an Orten, an denen zwei Platten zusammentreffen, aber kurzfristig könne man dadurch keine Warnungen abgeben. Auch habe sich die Zahl der Erdbeben in den letzten Jahren nicht erhöht, wie man gefühlt annehmen könnte. „Es gibt genauso viele Erdbeben wie vor hundert Jahren“, berichtet Jahr. „Durch die ausgeweitete Besiedlung sind aber immer häufiger Menschen davon betroffen.“
Trotz allen Leids, das eine solche Naturkatastrophe verursacht, liefert sie für die Wissenschaft auch wichtige Erkenntnisse. „Durch die Schwingungen, in die die Erde durch ein solches Erdbeben versetzt wird, erfahren wir mehr über das Innere unseres Planeten“, sagt der Jenaer Geophysiker. „Mit diesen neuen Informationen über den Schalenaufbau der Erde können Erdmodelle weiterentwickelt werden.“
Kontakt:
Dr. Thomas Jahr
Institut für Geowissenschaften der Universität Jena
Burgweg 11, 07749 Jena
Tel.: 03641 / 948665
E-Mail: Thomas.Jahr[at]uni-jena.de
Geodynamisches Observatorium der Universität Jena
Ortstraße 30, 07381 Moxa
Tel.: 036483 / 22330
Der Geophysiker PD Dr. Thomas Jahr an seinem Arbeitsplatz im Institut für Geowissenschaften der Univ ...
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
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Ein Geowissenschaftler der Universität Jena studiert das im Geodynamischen Observatorium Moxa aufgez ...
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
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Buntes aus der Wissenschaft
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