Vorsicht, Rutschgefahr!
Werbung
4 Wissenschaft Samstag, 23. Jänner 2010 Vorsicht, Rutschgefahr! Wissenschaft kompakt Erdbeben sind plötzliche Ausgleichsbewegungen „spröder Stellen“ der Erdkruste. Diese Stellen ähneln zwei riesigen Steinflächen, die sich ständig, kaum merklich, gegeneinander verschieben und verformen, bis sich die Spannung ruckartig entlädt. Mit fatalen Folgen, wie zuletzt auf Haiti. DNA mit Nano-Draht Züricher Forscher haben ein DNA-Molekül mit einem winzigen Draht im Inneren hergestellt. Sie verwenden das DNA-Gerüst, in das Silber-Ionen eingefügt wurden, als Grundlage für einen Nano-Draht, der elektrische Ladungen in Schaltkreise leitet. Laut Fachblatt „Nature Chemistry“ können solche Strukturen als Nano-Sensoren dienen, um etwa Schwermetalle im Trinkwasser nachzuweisen. Foto: Wodicka S eit dieser Woche bringt die Ausstellung „Wenn die Erde bebt“ im Naturhistorischen Museum (NHM) Wien dem Publikum das Phänomen „Erdbeben“ näher. Sie ist ein Beitrag Österreichs zum „Internationalen Jahr des Planeten Erde“ und ermöglicht Einblicke in die geologischen Mechanismen unseres Planeten. Dazu führen sechs, teils multimediale Stationen durch Themen wie Zerstörung und Bedrohung, Ursachen und Folgen, Erforschen und Beobachten bis hin zu „Leben mit Beben“ und erdbebensicheres Bauen. Gestaltet hat die Wanderausstellung, die bis Ende Februar im NHM läuft und anschließend in Salzburg und Innsbruck zu sehen ist, ein Team um Ewald Brückl (67), Geophysik-Professor an der TU Wien. Die Katastrophe von Haiti verleiht der Ausstellung unerwartete Aktualität. Was war die Ursache? „Das Absinken der atlantischen Platte unter die Kleinen Antillen ist die treibende Kraft, welche die angrenzende karibische Platte entlang einer in Ost-West-Richtung über Haiti, Jamaica bis Guatemala verlaufenden Störungszone nach Osten zieht“, sagt Brückl. Dieser Vorgang läuft über Jahrmillionen gleichmäßig. Über kürzere Zeitspannen bauen sich jedoch an der Bruchlinie zwischen den Platten lokale Spannungen auf, die sich immer wieder in sporadischen Erdstößen entladen – auf Haiti zuletzt im Jahr 1984 mit einem Beben der Stärke 6,9. Die Bewegung der karibischen Platte sowie aller anderen tektonischen Platten (z. B. Eurasien und Afrika) wird von einer besonderen Eigenschaft des unter den Platten befindlichen Erdmantels ermöglicht. Während sich das Gestein des Erdmantels bei kurzzeitiger Belastung so fest wie Stahl verhält, gibt es lang anhaltenden, geologischen Kräften nach und reagiert zähflüssig. „Dieses Verhalten erinnert an die Bewegung eines Gletschers“, erklärt der Genau vermessen Großer Stress, kleine Eier Experte Ewald Brückl (kl. Bild): „Das Haiti-Beben hatte die Stärke 7,0 auf der Richter-Skala.“(Reuters, privat) Geophysiker. Wie das Eis des Gletschers, ist auch das Plattenmaterial einerseits fest und hart, kann aber trotzdem in Fluss geraten. „Entscheidend ist, dass ozeanische Platten zwar aus demselben Material bestehen wie der Erdmantel, aber mit steigendem Alter immer dicker – bis 200 Kilometer –, kälter und dadurch schwerer werden“, sagt Brückl. Wird eine ozeanische Platte schließlich zu schwer, sinkt sie in den Mantel und weiter bis zum flüssigen Erdkern. Das Absinken der kalten ozeanischen Platte macht Ausgleichsbewegungen notwendig. Eine der- artige Bewegung erfolgt bei der karibischen Platte entlang der über Haiti verlaufenden Störungszone. Dies bedingt eine erhöhte Erdbebengefährdung in einem relativ schmalen Streifen. Gedämpfte Bebenwellen Wie man sich bei einem Beben richtig verhält? „Befindet man sich im Inneren eines Gebäudes, sollte man sich unter einen stabilen Tisch oder einen festen Türstock flüchten“, rät Ewald Brückl. Die größte Gefahr geht von umstürzenden Kästen und herabfallenden Deckenteilen aus. In erdbebengefährdeten Gebieten achtet man darauf, dass die Resonanzschwingungen in den Gebäuden durch entsprechende Maßnahmen gering gehalten werden. Dazu kann eine Dämpfung an der Schnittstelle zum Fundament beitragen. Es hilft aber auch, wenn man die Konstruktionen im Bauwerk selbst verstärkt, etwa durch diagonal verlaufende Träger. Besonders widerstandsfähig sind Holzfachwerkbauten und Bauwerke aus einem Verbund von Stahl und Beton. Die Schwingungen der Bebenwellen können durch servogesteuerte mechanische oder hydraulische Dämpfungseinrichtungen unterdrückt werden. Mercalli, Richter und Sieberg: Zur Messung der Stärke von Erdbeben gibt es verschiedene Skalierungen Von „unmerklich“ bis „landschaftsverändernd“ Die gebräuchlichsten Skalen zur Messung von Erdbeben sind jene nach Giuseppe Mercalli und Charles F. Richter. D ie nach dem USSeismologen Charles Richter (1900–1985) benannte Skala ist eine nach oben offene logarithmische Magnitudenskala zur objektiven Feststellung der freigesetzten Energie mittels Seismographen. Die Richter-Skala beginnt bei 0,0. Ab Magnitude (M) 2,5 sind die Beben fühlbar. Aufgrund des logarithmischen Stärkemaßes ist ein Erdstoß von M 7 nach Richter zehnmal stärker als einer von M 6, dem eine freigesetzte Energie von 6 x 10 hoch 13 Joule entspricht. Bisher wurden als höchste Magnituden 8,6 registriert. Die zwölfstufige Mercalli-Skala (italienischer Erdbebenforscher, 1850–1914) misst die seismische Intensität, mit der D y C < G 6 ; > @ :gYWZWZc^cyhiZggZ^X] ;gY^Z?V]gZ &'%&W^h'%%% :e^oZcigVa^ciZch^i~i b^cYZhiZch(<gVYcVX] BZgXVaa^"H^ZWZg\ FjZaaZ/O6B< die Stärke eines Bebens nach seinen Wirkungen an der Erdoberfläche eingestuft wird. In Österreich gebräuch- lich íst die Mercalli-Sieberg-Skala (August Heinrich Sieberg, deutscher Geophysiker, 1875–1945). Sie reicht vom Grad 1 (nur von Instrumenten registriert) über Grad 4 (allgemein bemerkbar) über Grad 8 (Zerstörungen an Gebäuden) bis zu Grad 12 (landschaftsverändernd). In Österreich verläuft die wichtigste Bebenzone über das Mur-Mürztal, weitere Bruchlinien sind für das Lavanttal bis Villach und Friaul und für das obere Inntal nachgewiesen. Das stärkste historisch registrierte Beben ereignete sich im September 1590 bei Neulengbach, es hatte die Stärke 9 auf der Mercalli-Sieberg-Skala. Gestresste Hühner legen leichtere Eier, das Körpergewicht ihrer Küken ist geringer, ergab eine Studie der Veterinärmedizinischen Uni Wien. Den Hennen wurde ein Corticosteron-Pellet implantiert, ein Stresshormon. Eine Kontrollgruppe erhielt ein Placebo. Die mit den Pellets versehenen Hennen hatten einen höheren Spiegel des Hormons im Blut, das Gewicht ihrer Eier war mehrere Gramm niedriger. Grund: Bei stressbedingten Umwelteinflüssen brauchen die Küken weniger Nahrung. Lebensnerv von Tumoren Forscher des Paul Scherrer Instituts in Villigen (Schweiz) haben die Struktur eines Moleküls entschlüsselt, das Krebszellen mit Nährstoffen versorgt. Durch Verbindung zwischen Botenstoff und Bindungsstelle wird das Wachstum von Lymphgefäßen angeregt, heißt es im Journal „PNAS“. Die Botenstoffe veranlassen umliegende Gefäße, in den Tumor hineinzuwachsen.
