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Erdbeben

Erdbeben haben ihren Ursprung oft an Plattenrändern. Durch die Plattenbewegungen entstehen im Gestein Spannungen, die sich schlagartig lösen. Die Spannungsenergie wird dabei in kinetische Energie umgewandelt und führt zu Wellenbewegungen im Gestein, zu einem Erdbeben. Diese sogenannten tektonischen Beben sind die stärksten und häufigsten Erdbeben. Daneben können Erdbeben auch durch Magmabewegungen in der Erdkruste ausgelöst werden. So wurden vor den letzten Ausbrüchen der Hekla durch aufsteigende Magma verursachte vulkanische Beben registriert. Auch das Einbrechen von Hohlräumen oder Bergstürze können zu schwachen Erdbeben führen.
Vor allem in Subduktionszonen liegt der Ausgangspunkt eines tektonischen Erdbebens, das Epizentrum, in Tiefen von etwa 50km bis 700km. Solche Tiefenbeben machen sich zwar über große Entfernungen hinweg bemerkbar, verursachen jedoch kaum Schäden. Flachbeben haben ihren Ursprung in Tiefen von weniger als 20km. Sie verursachen im Gegensatz zu Tiefenbeben oft katastrophale Schäden.
Ausgehend vom Epizentrum breiten sich verschiedene Wellen aus. Die Raumwellen breiten sich in alle Richtungen aus. P-Wellen (Longitudinalwellen) haben dabei mit 8-13km pro Sekunde die höchste Geschwindigkeit. Das Gestein wird von ihnen ähnlich wie Luft durch Schallwellen abwechselnd zusammengepreßt und wieder gedehnt. Die Geschwindigkeit von S-Wellen (Transversalwellen) ist mit 4-7km pro Sekunde etwas geringer. Sie breiten sich im Gegensatz zu P-Wellen nur im festen Mantelgestein und nicht im halbflüssigen Erdkern aus. Die Schwingungsebene liegt bei S-Wellen senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung.
Erreichen die Raumwellen die Erdoberfläche, entstehen dort Oberflächenwellen, die sich ähnlich wie eine Welle im Wasser fortpflanzen. Direkt über dem Epizentrum sind diese Wellen am stärksten, mit zunehmender Entfernung vom Epizentrum werden sie immer schwächer. Die Oberflächenwellen haben eine noch geringere Geschwindigkeit als die S-Wellen und sind hauptverantwortlich für Erdbebenschäden. Die Stärke eines Erdbebens wird als Wert auf der logarithmischen Richterskala angegeben. Ihr liegt die Beobachtung des Ausschlags von Seismographen zugrunde. Der Ausschlag von Seismographen wird in Beziehung zur Entfernung des Meßpunktes vom Epizentrum gesetzt und der sich ergebende Wert steht in direktem Zusammenhang mit der tatsächlich beim Beben freigesetzten Energie. Das stärkste bisher gemessene Erdbeben (Chile 1960) hatte auf der Richterskala einen Wert von 8,7. Ein Stärkegrad auf der Richterskala entspricht dabei einer Verdreißigfachung der freigesetzten Energie, ein Erdbeben der Stärke 3 setzt also z.B. dreißigmal soviel Energie frei wie ein Beben der Stärke 2.

Erdbebenschäden an einem Bauernhof in Südisland.
Erdbebenschäden an einem Bauernhof in Südisland.

Bruchlinien

Die Erdkruste unterliegt langsamen aber ständigen Bewegungen. Im Laufe der Zeit können sich so im Gestein gewaltige Spannungen aufbauen, die schließlich das Gestein brechen lassen. Vor allem im Bereich der Plattengrenzen verschieben sich Gesteinspakete oft in entgegengesetzte Richtungen. Die Bewegungsflächen werden von Fachleuten als Störungen bezeichnet und sind oft über große Entfernungen zu verfolgen.
Entfernen sich Gesteinspakete voneinander, entstehen offene Spalten. Solche Spalten findet man auf Island z.B. im Myvatngebiet und am Nordufer des Þingvallavatn. Oft gleitet ein Gesteinspaket nach unten oder hebt sich. Bei derartigen Abschiebungen bzw. Aufschiebungen steht eine Störungskante höher als die andere. Die Allmännerschlucht im Þingvellir ist ein typisches Beispiel für eine Abschiebung.

Offene Spalten am Myvatn.
Offene Spalten am Myvatn.