Ein Erdbeben orten – S–P-Triangulation, Richter-Magnitude, Mercalli-Intensität und Tsunami-Warnung
GeografieAufbau der Erde und OberflächenformenAlter 15–16Virtuelles Labor
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Ein Seismologie-Labor. Drei Stationen zeichnen ein Erdbeben auf: Ziehen Sie die Marken P und S auf die Einsätze in jedem Seismogramm, wandeln Sie jede S–P-Laufzeitdifferenz mit dem Laufzeitdiagramm in eine Entfernung um, zeichnen Sie drei Kreise auf der Karte und finden Sie das Epizentrum dort, wo sie sich schneiden, über dem Hypozentrum in der Tiefe. Lesen Sie den größten Ausschlag in Millimetern ab und bestimmen Sie mit dem Richter-Nomogramm die Lokalmagnitude, vergleichen Sie sie mit der Momenten-Magnitude aus Größe und Versatz einer Verwerfung und sehen Sie, dass jede ganze Stufe etwa 32-mal mehr Energie bedeutet. Tragen Sie die Bebenwirkungen auf der modifizierten Mercalli-Skala mit Isoseisten ein und beobachten Sie, wie ein Megathrust-Beben den Meeresboden hebt und einen Tsunami mit v = √(g·d) über den Ozean zur Küste schickt, mit Warnzeit und der Zeit, die man zu Fuß bis zu einer Anhöhe braucht. Der voreingestellte Tsunami (Mw 9,0, Ozean 4000 m tief, Graben 200 km vor der Küste) ähnelt dem Sumatra-Andamanen-Beben von 2004 vor Westindonesien.
Lektion: Erdbeben: Ortung des Epizentrums durch Triangulation, Magnituden- und Intensitätsskalen, Tsunamis und Warnung
Was sie zeigt
P-Wellen laufen mit etwa 6 km/s durch die Erdkruste, S-Wellen mit etwa 3,5 km/s. Je weiter eine Station vom Beben entfernt ist, desto größer ist der Abstand ihrer Einsätze: Entfernung ≈ 8,4 km/s × (S – P-Differenz). Eine Station liefert nur einen Kreis möglicher Epizentren; drei Kreise schneiden sich im Epizentrum, dem Punkt an der Oberfläche über dem Hypozentrum. Die Lokalmagnitude nach Richter ergibt sich aus dem größten Ausschlag eines Standardseismographen und der Entfernung, die Momenten-Magnitude Mw aus Bruchfläche und Versatz. Die Intensität beschreibt die Erschütterung an jedem Ort. Ein Tsunami quert den Ozean mit √(g·d). Geschwindigkeiten, Dämpfung und Bruchgrößen sind vereinfachte Schulmodelle.
So funktioniert es
Ziehen Sie unter Epizentrum orten die blaue Marke P und die rote Marke S an den Beginn jeder Welle, ziehen Sie den runden Griff jeder Station, bis ihr Kreis im Diagramm zur S – P-Differenz passt, und drücken Sie Messwert notieren. Tippen Sie auf den Schnittpunkt der Kreise und drücken Sie Epizentrum prüfen. Wählen Sie unter Magnitude eine Station und tippen Sie die Entfernungs- und die Amplitudenskala des Nomogramms an. Stellen Sie unter Tsunami Momenten-Magnitude Mw, Meerestiefe und Warnung nach ein und drücken Sie Erdbeben auslösen.
Einstellbare Parameter
- Ansicht Epizentrum orten, Magnitude, Intensität, Tsunami
- Erdbeben Erdbeben 1, Erdbeben 2, Erdbeben 3 (im Meer)
- Herdtiefe 5–70 km
- Momenten-Magnitude Mw 7,5–9,3
- Meerestiefe 1000–7000 m
- Graben bis Küste 100–1000 km
- Warnung nach 2–30 min
Fragen zum Erkunden
- Warum zeigt eine einzelne Erdbebenstation, wie weit ein Beben entfernt war, aber nicht, in welcher Richtung?
- Wie viel mehr Energie setzt ein Beben der Magnitude 7 frei als eines der Magnitude 5?
- Warum wird ein Tsunami im flachen Wasser vor der Küste langsamer und höher?
