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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Fragen zu Erdbeben

Was ist ein Erdbeben?

Erdbeben entstehen durch einen plötzlichen Spannungsabbau entlang von Brüchen in der Erdkruste, ausgelöst durch eine relative Bewegung der Gesteinsschichten auf beiden Seiten eines Bruches. Die dabei freiwerdende seismische Energie läuft in Form von Wellen durch die Erde und verursacht die als Beben wahrgenommene Erschütterung.

Welche Arten von Erdbeben gibt es?

Natürliche Erdbeben (tektonische, vulkanische und Einsturzbeben) und
induzierte Erdbeben (Bergbau, Bau und Betrieb eines Wasserreservoirs, Injektion von Flüssigkeiten).
 
Tektonische Erdbeben stellen die überwiegende Zahl aller Beben.

Welche Auswirkungen hat ein Erdbeben?

In der Nähe des Epizentrums sind Erdbeben teilweise bereits ab einer Magnitude von 2.0 zu verspüren. Ab Magnitude 3 werden Beben verbreitet verspürt. Erdbeben mit ab 4 Magnitude können in einem Umkreis von bis zu 150 km wahrgenommen werden. Die zunehmenden Distanzen erklären sich dadurch, dass die durch ein Erdbeben freigesetzte Energie pro Magnituden-Stufe um einen Faktor von 30 zunimmt. Ein Erdbeben der Magnitude 4 ist demnach 30-mal stärker als eines der Magnitude 3.

Wie gut ein Erdbeben verspürt wird, hängt neben seiner Stärke von der Tiefe des Erdbebenherds ab sowie dem jeweiligen Untergrund. Auf einem weichen Boden (z. B. Talfüllungen) werden Erdbeben deutlicher verspürt als auf felsigen Untergrund. Der lokale Untergrund wirkt sich auch auf die Schadenbilder aus: Erdbebenwellen erfahren in sedimentgefüllten Tälern verglichen mit festem Felsuntergrund eine höhere Verstärkung und richten im Talboden entsprechend größere Schäden an. Generell gilt, je solider der Untergrund eines Gebäudes, desto weniger Schaden können Erdbebenwellen anrichten.

Die Intensität ist die Größe zur Beschreibung der Erdbebenstärke anhand ihrer Auswirkungen auf der 12-stufigen EMS-98-Skala (EMS: Europäische Makroseismische Skala 1998,  siehe auch http://www.gfz-potsdam.de/ems98/). Die Intensität bestimmt sich aus Beobachtungen des menschlichen Verhaltens sowie der Schäden an Bauwerken und in der Natur. Sie nimmt mit der Entfernung vom Erdbebenherd grundsätzlich ab und ist auch abhängig vom Untergrund und der Bausubstanz (Ein Erdbeben hat eine Magnitude und viele Intensitäten!).

Bei einer bei uns üblichen Bauweise, treten Schäden an Gebäuden im Allgemeinen bei Erdbeben mit Intensitäten von maximal VI – VII auf (ganzzahlig in römischen Ziffern). Zu kleineren Rissen oder Schäden aufgrund herunterfallender Objekte kann es bereits bei kleineren Intensitäten (V – VI) kommen.

Erdbeben lassen sich nicht vermeiden. Allerdings besteht die Möglichkeit, die zu erwartenden Schäden mit relativ einfachen baulichen Mitteln zu minimieren. Mehr Informationen dazu finden Sie unter Erdbebengefährdung.

Wo finden Beben weltweit am häufigsten statt?

Starke Erdbeben sind meist nur auf eng umgrenzte Zonen der Erde beschränkt, die in der Geologie als Grenze von tektonischen Platten bekannt sind. 75 % der seismischen Aktivität ist auf die Gebiete rings um den Pazifik beschrankt. 22 % aller Erdbeben finden im alpidisch-asiatischen Gürtel statt, der sich vom Mittelmeer über Vorderasien zum Himalaya zieht. Für ozeanische Rücken bleiben dann 1,8 % und für kontinentale Gräben (wie z.B. den Oberrheingraben) noch insgesamt 0,2 %. Seismische Aktivität in anderen Gebieten fällt im Vergleich zu den genannten Gebieten statistisch nicht ins Gewicht. Für Hessen ist demnach nur ein verschwindender Bruchteil der weltweiten Bebentätigkeit zu erwarten, und zwar vor allem auf den Oberrheingraben und seinen Rändern konzentriert.

Wie oft gibt es Erdbeben?

Statistisch gesehen ist die Anzahl der Erdbeben pro Jahr weltweit konstant (siehe Tabelle).

Tabelle: Erdbeben pro Jahr 

Erdbeben pro JahrMagnitudeBemerkung
18,0 und größer
157,0 – 7,9
1346,0 – 6,9
13195,0 – 5,9
Ca. 13.0004,0 – 4,9

Magnituden wie sie maximal

in Hessen zu erwarten sind.

Ca. 130.0003,0 – 3,9

Wie werden Erdbeben beschrieben?

Folgende Fragen und Begriffe werden üblicherweise zur  Charakterisierung eines Erdbebens benutzt, um weltweit Vergleichsmöglichkeiten zu erhalten:

Was ist ein Seismometer?

Ein Seismometer ist ein Instrument, mit dem die Bewegung des Untergrunds an einem Ort aufgezeichnet werden kann. Moderne Seismometer sind hochempfindliche elektromechanische Geräte, die Bodenbewegungen im Bereich von Nanometern (millionstel Millimeter) erfassen können. Frühere mechanische Geräte wurden als Seismographen bezeichnet.

Was ist ein Seismogramm?

Ein Seismogramm ist die instrumentelle Aufzeichnung der bei einem Erdbeben auftretenden Bodenbewegungen durch einen Seismometer. Die Darstellung der aufgezeichneten Bewegung über einer Zeitachse bezeichnet man als Seismogramm. Da die Bewegung an einer Station während der Dauer eines Bebens nicht gleichförmig ist, erhält man ein wellenförmiges Diagramm mit unterschiedlichen Wellenlängen und Amplituden (siehe Abbildung). Aus einer Vielzahl solcher Diagramme lässt sich die bei dem Beben freigewordene Energie (Stärke bzw. Magnitude) sowie die Lage des Erdbebenherdes (Hypozentrum) bestimmen. 

Was ist eine Magnitude?

Die Magnitude eines Ereignisses ist eine physikalisch gemessene Größe und gibt Auskunft über die während eines Bebens freigewordene Energie. Eine Magnitude ist ein logarithmischer Wert. Ein Beben der Magnitude 5 ist 30-mal stärker als ein Beben der Magnitude 4 und 900-mal stärker als ein Beben der Magnitude 3. Es gibt unterschiedliche Arten, Magnituden zu bestimmen. Sie stehen nicht direkt miteinander in Verbindung, messen aber alle auf die eine oder andere Art die Amplitude einer Bodenbewegung (Geschwindigkeit oder Beschleunigung) in unterschiedlichen Entfernungen und Frequenzbereichen. Der klassische und hier benutzte Ansatz, eine Magnitude zu bestimmen, die sogenannte lokale Magnitude, wurde von Richter entwickelt (daher die Bezeichnung Richterskala). Die Lokalbebenmagnitude ML wird für Erdbeben bestimmt, die relativ nahe an den registrierenden Stationen auftreten. Normalerweise wird diese für Entfernungen bis einige hundert Kilometer zwischen Beben und Station bestimmt.

Herdzeit = Die Uhrzeit, zu der das Beben stattfand, in Weltzeit (UTC, Universal Time Coordinated: UTC plus 1 Stunde ist MEZ - UTC plus 2 Stunden ist MESZ).

Hypozentrum = Der Ort des Bebens, definiert  durch die geographische Länge und Breite sowie die Herdtiefe h.

Epizentrum = Herdnächster Punkt an der  Erdoberfläche.

Wo gibt es Erdbeben in Hessen?

Die Gebiete mit erhöhter natürlicher Erdbebenaktivität in Hessen sind die folgenden  Bereiche: Nördlicher Oberrheingraben (mit seinen Randgebieten wie das Mainzer Becken, der Taunus und der Odenwald), das Mittelrheintal, das Fuldatal und das Lahngebiet.
Die stärksten Erdbebenereignisse der letzten Jahrzehnte (Magnitude >3,5) in Hessen und mit Auswirkungen auf Hessen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Neben den natürlichen Beben sind hier die Gebirgsschläge im Kalirevier herauszuheben.

Tabelle: Ereignisse (lokale Magnitude >3,5) in Hessen bzw. grenznah zu Hessen (1950 – 2014)

OrtDatumMagnituteBemerkung
Worms 24.02.19524,7 
Heringen22.02.19535,0Gebirgsschlag
Merkers08.07.19584,8Gebirgsschlag
Merkers29.06.19613,7Gebirgsschlag
Boppard01.12.19703,8
Heidelberg12.07.19713,8
Sünna23.06.19755,2Gebirgsschlag
Echzell04.11.19753,6
Limburg07.03.19773,8
Bad Marienberg28.06.19824,7 
Katzenelnbogen24.08.19853,9 
Völkershausen13.03.19895,6Gebirgsschlag
Frankfurt26.05.19903,8
Frankfurt29.05.19903,5
Langen10.06.19903,5
Limburg29.11.19973,5
Idstein29.11.19974,0
Koblenz03.08.20073,9
Nassau14.02.20114,4
Ober-Ramstadt17.05.20144,2 
Ober-Ramstadt29.10.20143,5

Wie oft gibt es Erdbeben in Hessen?

In Hessen treten pro Jahr statistisch gesehen mehrere mäßig starke Erdbeben auf, die örtlich von der Bevölkerung wahrgenommen werden können. Im Durchschnitt sind 1-2-mal pro Jahr Erdbeben mit einer Magnitude von 3,0 bis 3,9 zu verzeichnen (bzw. 15-mal pro Jahr für eine Magnitude von 2,0 bis 2,9. In diesem Bereich kann ein Erdbeben spürbar sein, siehe auch unter: In Hessen gespürte Erdbeben.
Etwa einmal in zehn Jahren ist in Hessen mit einem mittelstarken Beben zu rechnen, das Gebäudeschäden und Betriebsstörungen verursachen kann.  Dort, wo schwache Beben auftreten, kann auch auf das potenzielle Auftreten stärkerer Ereignisse geschlossen werden. Schwache Beben sind sehr viel häufiger und lassen deshalb besonders gefährdete Gebiete erkennen.
Die zeitliche Entwicklung, wann es in Hessen wo gebebt hat, kann anhand eines Filmes nachvollzogen werden.

Magnitude (nach Richter)Anzahl der Erdbeben pro Jahr in Hessen
0 – 1,9??
2,0 – 2,915 mal pro Jahr
3,0 – 3,91 -2 mal pro Jahr

Was ist die Ursache von Erdbeben in Hessen?

Erdbeben in Hessen (hauptsächlich  im nördlichen Teil des Oberrheingrabens und an seinen Rändern) werden durch großräumige Bewegungen der afrikanischen und europäischen Kontinentalplatten verursacht, die auch für die Bildung der Alpen verantwortlich waren und sind. Dabei drehen sich die afrikanische Platte im Gegenuhrzeigersinn und mit ihr Italien und die Adria, weshalb der Oberrheingraben von Süden her einen Druck erfährt. Dieser erzeugt eine Spannung, welche sich über Jahrzehnte oder Jahrhunderte aufbaut und in wenigen Sekunden ruckartig in Form eines Erdbebens löst.

Was mache ich, wenn in Starkbebengebieten die Erde bebt?

Das GeoForschungszentrum in Potsdam hat ein Merkblatt für Bürger, die sich zeitweilig oder länger in erdbebengefährdeten Gebieten im Ausland aufhalten, herausgebracht. Das Merkblatt ist hier abrufbar:
http://media.gfz-potsdam.de/gfz/wv/doc/infothek/leaflets/Erdbeben_dt.pdf

Unterrichtsmaterial zu Erdbeben:

Unterrichts- und Lernmaterialen zum Thema Erdbeben sind unter  https://earthquake.usgs.gov/learn/ zu finden.