Erdbebenwellen

Erdbebenwellen
Erdbebenwellen - P-Wellen
Die Bewegungsrichtung von P-Wellen.
Die zerstörerische Kraft der Erdbebenwellen
An einem Ort, der von einem Erdbeben betroffen ist, treffen zwei Arten von
seismischen Wellen ein: Raumwellen und Oberflächenwellen. (Loma Prieta, 1989)
Wenn sich Gestein bei einem → Erdbeben plötzlich verschiebt,
breiten sich vom Ausgangspunkt der Verschiebung, dem
→ Erdbebenherd oder Hypozentrum, nach allen Seiten
Bodenschwingungen aus. Diese werden als Erdbebenwellen oder
seismische Wellen bezeichnet (von griechisch seismos =
Erschütterung). Sie verlaufen konzentrisch über die ganze Erde. Im
→ Epizentrum, dem Punkt der senkrecht über dem Herd an der
Oberfläche liegt, führen die Wellen zu heftigen Erschütterungen. An
einem Ort, der von einem Erdbeben bedroht wird, treffen zwei Arten
von seismischen Wellen ein: Raumwellen und Oberflächenwellen.
Die zuerst ankommenden Wellen werden als Primärwellen oder PWellen bezeichnet. Danach folgen die Sekundärwellen oder SWellen. Beide Wellentypen durchlaufen den ganzen Globus und sind
somit Raumwellen. Schließlich treffen die Oberflächenwellen ein, die
in Rayleigh-Wellen und Love-Wellen unterteilt werden.
P-Wellen:
P-Wellen verhalten sich in den Gesteinen wie Schallwellen in der Luft.
Sie sind aber mit einer Fortpflanzungsgeschwindigkeit von etwa 5 km
pro Sekunde wesentlich schneller als Schallwellen. P-Wellen breiten
sich in fester Materie als periodische Verdichtung und Streckung der
Materie aus und sind genauso wie Schallwellen so genannte
Longitudinalwellen. Die Teilchen des Gesteins schwingen in
Fortpflanzungsrichtung der Welle hin und her.
S-Wellen:
Erdbebenwellen - S-Wellen
Die Bewegungsrichtung von S-Wellen.
Mit etwas weniger als die halbe Geschwindigkeit von P-Wellen
breiten sich S-Wellen aus. Weil bei ihnen die Gesteine in einer
senkrechten Ebene zur Fortpflanzungsrichtung schwingen und eine
biegende oder scherende Bewegung durchlaufen, nennt man sie
Transversal- oder Scherwellen. Sie ähneln den transversalen
Bewegungen von Lichtwellen. Weder in Flüssigkeiten noch in Gasen
können sie sich fortpflanzen, da in diesen keine Scherbewegung
möglich ist.
Rayleigh-Wellen:
Wellenbewegungen:
Erdbebenwellen - Rayleigh-Wellen
Die Bewegungsrichtung von Rayleigh-Wellen.
Einige P- und S-Wellen gelangen an die Oberfläche und werden dort
reflektiert. Es bilden sich Rayleigh-Wellen. Sie sind
Oberflächenwellen und breiten sich entlang der Erdoberfläche aus.
Für ihre Schwingungen benötigen sie eine freie Oberfläche, wie die
Wellen auf dem Meer. Ihre Fortpflanzung erfolgt in Ellipsen auf einer
vertikalen Ebene. Sie verursachen die meisten Schäden und sind
nach dem Physiker John William Rayleigh (1842-1919) benannt.
Love-Wellen:
Erdbebenwellen - Love-Wellen
Die Ausbreitung von Love-Wellen.
Die Teilchenbewegung der seismischen Oberflächenwellen, die nach
dem englischen Physiker Augustus E. H. Love benannt sind, erfolgt
auf einer horizontalen Fläche im rechten Winkel zur
Fortbewegungsrichtung. Es findet keine vertikale Versetzung statt.
Da sie oft über große Amplituden verfügen, ihre größten Ausschläge
also sehr groß sind, richten sie durch horizontale Scherungen des
Untergrundes starke Schäden an Gebäuden an.
Zerstörung durch Erdbebenwellen
Die Folgen der "rollenden Bewegungen".
Die zuerst an einem bestimmten Punkt der Oberfläche
ankommenden P-Wellen erreichen diesen Punkt in einem steilen
Winkel und rufen vertikale Bodenbewegungen hervor, die jedoch
keine größeren Zerstörungen bewirken. Danach folgen die S-Wellen
mit einem relativ heftigen seitlichen Rütteln des Bodens. Zeitgleich mit
ihnen oder kurz danach treffen die Love-Wellen ein. Der Untergrund
beginnt nun stärker, im rechten Winkel zur Wellenausbreitung, zu
beben. Schließlich laufen die Rayleigh-Wellen ein und erzeugen dabei
Bodenbewegungen sowohl in Längsrichtung als auch in der
Vertikalen. Sie rufen bei großen Erdbeben die vielbeschriebene
“rollende Bewegung“ des Untergrundes hervor. Die Abfolge der
unterschiedlichen Oberflächenwellen bildet den wesentlichen und
verheerenden Teil eines Erdbebens. Love- und Rayleigh-Wellen
halten fünfmal länger an als P- und S-Wellen. Jedes Erdbeben lässt
in seiner Intensität nach, je weiter es sich von seinem
Ausgangspunkt, dem Erdbebenherd, entfernt. Durch die Reibung
zwischen den sich bewegenden Gesteinspartikeln während eines
Erdbebens wird ein Teil der Wellenenergie nach und nach in Wärme
umgewandelt. Daher werden durch seismische Wellen ins
Schwingen geratene Gesteinsmassen je nach Höhe der im Herd
erzeugten Wellenenergie früher oder später zur Ruhe kommen.