Nahezu jedes Jahr ereignet sich irgendwo auf der Welt ein großes Erdbeben, das die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit erregt. Gleichzeitig gibt es jeden Tag Tausende kleinerer Erschütterungen, die von den meisten Menschen unbemerkt bleiben. Obwohl wir den Boden normalerweise für fest und stabil halten, bewegt sich die Erde in Wirklichkeit ständig unter unseren Füßen.

Wodurch werden Erdbeben verursacht?

Die Erdkruste ist zwischen 5 und 70 Kilometern (3 bis 45 Meilen) tief. Die Kruste ist eine dünne, harte Schale, die auf dem dichteren, heißeren Gestein des Erdmantels schwimmt. Die Kruste ist in mehrere Teile unterteilt, die als tektonische Platten bezeichnet werden und ständig in Bewegung sind, wobei sie an den als Verwerfungen bezeichneten Grenzen aneinander vorbeigleiten.

Während sie aneinander vorbeigleiten, verhaken sich die tektonischen Platten an rauen Stellen im Gestein. Sie schließen sich zusammen wie Klettverschlüsse. Doch auch wenn die Verwerfungsgrenzen miteinander verriegelt sind, bewegen sich die Platten weiter und ziehen an den verschränkten Abschnitten. Dieses Ziehen kann zu weiteren Rissen in der Erdkruste führen und weitere Verwerfungen in der Nähe der Plattengrenzen verursachen.

Ein Erdbeben entsteht, wenn der Druck, der sich entlang einer Verwerfung aufbaut, stärker wird als der Druck, der die Felsen zusammenhält. Dann brechen die Gesteine auf beiden Seiten der Verwerfung plötzlich auseinander, manchmal mit Überschallgeschwindigkeit. Die beiden Seiten der Verwerfung gleiten aneinander vorbei, wodurch der aufgestaute Druck freigesetzt wird. Die Energie aus dieser Trennung strahlt in alle Richtungen aus, auch in Richtung Oberfläche, wo sie als Erdbeben zu spüren ist.

Auch wenn sich die tektonischen Platten im Laufe der Zeit regelmäßig verschieben, ist die Art und Weise, wie die Verwerfungen die gespeicherte Energie freisetzen, bei jedem Erdbeben anders, so Shimon Wdowinski, Geophysiker an der Rosentiel School of Marine & Atmospheric Sciences der Universität von Miami. „Jedes Erdbeben wiederholt nicht genau das, was vorher passiert ist. Manchmal gibt es ein großes Erdbeben, manchmal sind es zwei oder drei zusammen“, sagte er gegenüber Live Science. „Es gibt keine Regelmäßigkeit.“

Auf ein großes Erdbeben folgen oft Nachbeben, d. h. kleinere Beben, die dadurch entstehen, dass sich die Kruste an den Hauptstoß anpasst. Diese Nachbeben können den Wissenschaftlern helfen, den Ursprung des Hauptbebens zu finden, können aber auch Probleme für diejenigen verursachen, die unter den Folgen des Bebens leiden.

Tsunamis

Wenn das Erdbeben im Meer stattfindet, kann es mächtige Wellen auslösen, die als Tsunamis bekannt sind. Die plötzliche Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Meeresbodens während eines Erdbebens erzeugt große Tsunamiwellen, ähnlich wie ein Kind, das in der Badewanne plantscht. Erdbeben können Tsunamis auch dadurch auslösen, dass sie unter Wasser Erdrutsche auslösen, die ebenfalls große Mengen Meerwasser verdrängen.

Messung von Erdbeben

Die Größe oder Stärke eines Erdbebens hängt davon ab, wie groß die Verwerfung ist und wie stark sie sich verschoben hat. Da sich diese Verwerfungen von der Oberfläche bis zu mehreren Kilometern in die Tiefe erstrecken, können Geologen nicht einfach die Quelle besuchen, um diese Zahlen zu berechnen. Stattdessen verlassen sie sich auf ein Gerät, das als Seismograph bekannt ist und seismische Wellen oder Vibrationen eines Erdbebens misst.

Die Stärke eines Erdbebens wird auf der Momenten-Magnituden-Skala und nicht auf der Richterskala eingestuft. Die Momenten-Magnituden-Skala gibt eine bessere Vorstellung von den Erschütterungen und möglichen Schäden durch Erdbeben aller Art auf der ganzen Welt.

Erdbeben mit einer Stärke von weniger als 3 treten täglich auf und werden im Allgemeinen von den Menschen nicht wahrgenommen. Ein Beben mit einer Stärke von 3 bis 5 gilt als leicht, während ein Beben mit einer Stärke von 5 bis 7 als mittelstark bis stark gilt. Bei den stärkeren Beben können die Städte zerstört werden. Erdbeben der Stärke 7 bis 8 sind schwere Beben, von denen es jährlich etwa 15 gibt. Jedes Jahr gibt es mindestens ein Erdbeben mit einer Stärke von über 8 – ein „großes“ Beben – das verheerende Auswirkungen hat. Ein Erdbeben mit einer Stärke von 10 wurde noch nie gemessen, aber es würde weitreichende Verwüstungen anrichten.

Mit Hilfe der Messwerte von mindestens drei Seismographen können Geologen den Ursprung des Erdbebens triangulieren. An der Verwerfung wird dieser Ursprung als Hypozentrum bezeichnet, an der Oberfläche als Epizentrum.

Die meisten großen Erdbeben ereignen sich an bekannten Verwerfungslinien. Kalifornier zum Beispiel werden wahrscheinlich nicht schockiert sein, wenn sie spüren, dass der Boden unter ihren Füßen zittert. Doch eine vom U.S. Geological Survey im Jahr 2014 veröffentlichte Karte zeigt, dass 42 der 50 Bundesstaaten ein mäßiges bis hohes Erdbebenrisiko aufweisen.

Vorbereitung auf Katastrophen

Wissenschaftler haben noch keine Möglichkeit gefunden, Erdbeben vorherzusagen. Obwohl Tieren ein sechster Sinn für diese Schwingungen nachgesagt wird, hat keine Forschung dies bestätigt, geschweige denn festgestellt, wie solche Vorhersagen zustande kommen könnten. In vielen Fällen spüren die Tiere einfach nur die Ankunft von Erdbebenwellen, die von den Menschen unbemerkt bleiben.

Wissenschaftler können jedoch Orte identifizieren, an denen in Zukunft mit Erdbeben zu rechnen ist. Entlang der tektonischen Plattengrenze vor der Westküste Südamerikas haben Forscher beispielsweise die Lage historischer Erdbeben kartiert und „seismische Lücken“ gefunden – Zonen, in denen es in letzter Zeit keine großen Erdbeben gab. Und tatsächlich hatten die Wissenschaftler ein großes Erdbeben in einer seismischen Lücke in der Nähe von Maule, Chile, vorhergesagt, das 2010 von einem Beben der Stärke 8,8 erschüttert wurde. „Es gab einige sehr erfolgreiche Vorhersagen, die auf der Theorie der seismischen Lücke basierten“, sagte Wdowinski.

Auch ohne solche Vorhersagen gibt es einige grundlegende Dinge, die man tun kann, um sich auf ein Erdbeben vorzubereiten. Die Federal Emergency Management Agency empfiehlt, dass alle Familien zu Hause und im Auto eine Notfallausrüstung haben sollten und mit ihren Angehörigen einen Plan für jede Art von Katastrophe (nicht nur für Erdbeben) besprechen sollten. Eine solche Vorbereitung kann nicht nur physisch, sondern auch emotional einen Unterschied machen.

Wenn Sie in einem bekannten Erdbebengebiet leben, stellen Sie sicher, dass Ihre Regale fest an den Wänden befestigt sind und schwere Gegenstände in den unteren Regalen stehen. Halten Sie schwere Gegenstände von Betten und Sitzgelegenheiten fern und befestigen Sie Einrichtungsgegenstände wie große Fernseher an den Wänden. Suchen Sie sich in jedem Zimmer einen sicheren Platz unter einem stabilen Schreibtisch oder Tisch, an dem Sie sich vor herabfallenden Gegenständen in Sicherheit bringen können. Verstärkte Türöffnungen können ein sicherer Schutz sein, aber die meisten Zimmertüren sind nicht stark genug; ein stabiler Schreibtisch bietet wahrscheinlich mehr Schutz, so der U.S. Geological Survey.

„Erdbeben töten nicht, Gebäude töten“, sagte Wdowinski.

Wenn Sie sich im Freien aufhalten, gehen Sie in einen offenen Bereich, weg von Gebäuden oder Brücken. Nach Angaben der FEMA starben viele Menschen bei dem Erdbeben von 1933 in Long Beach, als sie ins Freie rannten und von herabfallenden Trümmern einstürzender Gebäude erdrückt wurden. Denken Sie daran, dass der bebende Boden nur selten zu Verletzungen oder zum Tod führt; vielmehr sind es die herabfallenden Gegenstände, die das Beben verursacht. Wenn Sie sich in einem Auto befinden, halten Sie so schnell wie möglich an, aber bleiben Sie im Auto. Wenn Sie sich am oder in der Nähe des Strandes befinden, bewegen Sie sich schnell ins Landesinnere, um möglichen Tsunami-Wellen auszuweichen.

Gehen Sie nach einem Erdbeben mit Vorsicht vor. Denken Sie daran, dass auf die meisten Erdbeben in der Regel Nachbeben folgen. Halten Sie die Augen (und die Nase) nach Gaslecks offen. Wenn Sie sich während des Bebens im Haus aufgehalten haben, gehen Sie nach draußen. Achten Sie auf öffentliche Durchsagen; ein batteriebetriebenes Radio ist ideal für Ihre Notfallausrüstung.

Berühmte Beben

1811-1812 – Missouri. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts erschütterte die New-Madrid-Erdbebenserie die zentralen Vereinigten Staaten. Da es damals noch keine Seismographen gab, stützten sich die Forscher auf historische Augenzeugenberichte, um festzustellen, dass die Stärke der Beben zwischen 7 und 8 lag. Auf dem Mississippi bildeten sich riesige Wellen, so dass einige Teile des Flusses rückwärts zu fließen schienen.

1906 – San Francisco, Kalifornien, Stärke: 8. Etwa 3.000 Menschen starben bei dem Erdbeben an der San-Andreas-Verwerfung und dem daraus resultierenden Feuer.

1923 – Tokio, Japan, Stärke: 7,9. Eines der zerstörerischsten Erdbeben der Welt, mehr als 142.000 Menschen starben durch einstürzende Gebäude und den daraus resultierenden Feuersturm. Das Beben führte auch zu enormen Tsunamiwellen.

1960 – Chile, Stärke: 9,5. Das größte jemals aufgezeichnete Erdbeben in Chile im Jahr 1960 kostete mehr als 1.600 Menschen das Leben, wobei ein Großteil der Todesopfer durch Tsunamis verursacht wurde. Die Wellen erreichten eine Höhe von 11,5 m (38 Fuß) und trugen Trümmer bis zu 3,2 km (2 Meilen) ins Landesinnere.

1970 – Peru, Stärke: 7,9. Ungefähr 66.000 Menschen starben, viele durch eingestürzte Gebäude und eine Lawine nach dem Erdbeben.

2004 – Indonesien, Stärke: 9,1. Das drittstärkste Erdbeben der Welt in diesem Jahrhundert kostete mehr als 227.000 Menschen das Leben. Mächtige Tsunamiwellen durchquerten den Indischen Ozean und verwüsteten 12 asiatische Länder.

2011 – Japan, Stärke: 9,0. Mehr als 15.000 Menschen wurden getötet, als ein Erdbeben im Norden Japans einen riesigen Tsunami auslöste. Der Tsunami überschwemmte auch einen Atomreaktor und schuf neue Probleme für die Menschen inmitten der Zerstörung.

Zusätzliche Berichterstattung durch die leitende Autorin Becky Oskin