Tsunami Erdbeben Bruch der Verwerfung Magnitude

Technische Informationen zum Tsunami

26. Januar 2004

Hier sind umfangreiche technische Informationen, übermittelt von Pierre Meunier und Stéphane Levêque
(ich zitiere im Folgenden ihre E-Mails)

Das CalTech (Institut für Technologie in Kalifornien, USA) hat die Länge der Verwerfungsbruchlinie auf 400 km geschätzt, jedoch sind die analysierten Daten zeitlich begrenzt. Das Institut für Weltraumwissenschaften am CNRS spricht von einem Bruch über 600 km, wobei die weiteren 600 km nur von Nachbeben betroffen waren. Das IISEE gibt an, dass der ursprüngliche Bruch tatsächlich 1200 km der birmanischen Platte betraf, jedoch in zwei unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Modi. Es bleibt also Unsicherheit, und es wird wahrscheinlich noch weitere detaillierte Analysen benötigen, um die endgültige Antwort zu erhalten.

Hier sind die verschiedenen Webseiten:

http://www.geo.uib.no/seismo/quakes_world/Sumatra-2004/Rupture/SEQ-rupture.html

Diese Website (CalTech) gibt an, dass sich der Bruch 400 km nach Norden ausbreitete, mit einer Geschwindigkeit von 2 km/s, also 7.200 km/h (ich denke, das ist ungefähr die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Oberflächenwelle). Eine weiter entfernte Ausbreitung ist nicht ausgeschlossen, da die genannte Analyse nur auf die ersten 220 Sekunden Daten beschränkt ist.

http://www.insu.cnrs.fr/web/article/rub.php?rub=298 (sehr interessant, verweist auf Artikel über die Veränderung der Erdachse und die Beobachtung des Tsunamis per Satellit)

Das ist die Website des INSU am CNRS. Sie gibt an, dass sich der Bruch vom Epizentrum aus über mehr als 600 km ausbreitete, über eine Dauer von mindestens 3 Minuten (also eine Geschwindigkeit von etwa 12.000 km/h, ein wenig höher als der Wert der vorherigen Website).

Diese Website enthält auch eine interessante Karte, die die Abfolge der Nachbeben im Zeitverlauf zeigt.

http://iisee.kenken.go.jp/staff/yagi/eq/Sumatra2004/Sumatra2004.html

Die Website des IISEE (Japan) gibt Folgendes an:

„Aus einer breitbandigen seismischen Welle können wir das große Erdbeben in zwei Phasen unterteilen. In der ersten Phase breitete sich der Bruch hauptsächlich nach Nordwesten vom Hypozentrum aus, während der ersten 100 Sekunden. Die zweite Bruchphase begann etwa 100 Sekunden nach dem ersten Bruch. Die zweite Bruchphase erzeugte eine seismische Welle mit sehr langer Periode. Dies könnte darauf hindeuten, dass in der zweiten Phase eine langsames und großes Verschiebung stattfand.“

Weitere Informationen:

http://iisee.kenken.go.jp/cgi-bin/large_quakes/recent.cgi

Diese Website gibt eine Liste von jüngsten Erdbeben mit wichtigen Auswirkungen. Wenn man sich jedes Ereignis ansieht, kann man feststellen, dass die Ausbreitung des Bruchs selten mehr als 50 km überschreitet (einmal 100 km).

Das Erdbeben in Chile im Jahr 1960 (Magnitude über 9) hätte auch 1.300 km entlang der andinen Subduktionszone betroffen. Es scheint jedoch, dass das ursprüngliche Erdbeben relativ begrenzt war und seine Ausdehnung nur das Ergebnis der Nachbeben war. Ich habe keine Informationen über das Erdbeben in Alaska im Jahr 1964 gefunden.

Zum Schluss eine Liste von „FAQ“ zu dem Erdbeben, die von einer Website gesammelt und viele Antworten bietet:

Frage: Was ist eine Magnitude eines Erdbebens?

Antwort: Die Größe eines Erdbebens wird normalerweise anhand einer Magnitudenskala gemessen. Es gibt verschiedene Arten von Magnitudenskalen, wobei die bekannteste die Richterskala ist, die 1935 von Charles Richter für Erdbeben in Kalifornien vorgeschlagen wurde. Die meisten dieser Magnitudenskalen, einschließlich der Richterskala, basieren auf der Messung der Amplitude verschiedener seismischer Wellen, die von Seismographen aufgezeichnet werden, und spiegeln daher nicht die tatsächliche Größe des Erdbebens wider. Seismologen bevorzugen die Moment-Magnitude (bezeichnet als Mw oder M), die auf dem seismischen Moment basiert. Das seismische Moment wird berechnet, indem die gesamte Fläche des Bruchs mit dem Reibungskoeffizienten und der Verschiebung entlang der Bruchfläche multipliziert wird. Die Moment-Magnitude, die auf diesen physikalischen Eigenschaften des Bruchprozesses basiert, ist eine bessere Messung, die die tatsächliche Größe des Erdbebens besser widerspiegelt als die Messung der Amplitude der seismischen Wellen zu einem bestimmten Abstand. Aufgrund ihrer Beliebtheit wird die Richterskala jedoch weiterhin verwendet.

Frage: Wie groß ist ein Erdbeben der Magnitude 9?

Antwort: Die Größe des Erdbebens und die freigesetzte Energie sind proportional zur Größe der Bruchfläche. Im Fall des Erdbebens in Sumatra mit Magnitude 9 wird die gesamte Bruchfläche auf 1.200 bis 1.300 km Länge und etwa 100 km Breite geschätzt, basierend auf der Verteilung der Nachbeben. Die größte Verschiebung während des Hauptbebens fand jedoch auf einem Segment von etwa 400 km Länge der Bruchfläche statt, in der Nähe des Epizentrums im Meer nördlich von Sumatra.

Die Magnitudenskala ist logarithmisch. Mit anderen Worten, zwischen jedem Einheit gibt es einen Faktor 10 der Änderung der Größe. Allerdings beträgt die Energieänderung zwischen jeder Magnitudeneinheit etwa 32 Mal. Das bedeutet, dass selbst wenn die Magnitudendifferenz zwischen einem Erdbeben der Magnitude 6 und einem Erdbeben der Magnitude 9 1.000 Mal beträgt, beträgt die entsprechende Energieunterschied etwa 31.622 Mal.

Wenn man annimmt, dass die Energie, die bei einem Erdbeben der Magnitude 6 freigesetzt wird, der einer Atombombe entspricht, wie sie während des Zweiten Weltkriegs in Hiroshima verwendet wurde, entspricht die Energie, die bei dem Erdbeben in Sumatra am 26. Dezember 2004 freigesetzt wurde, 31.622 Atombomben.

Dies wird berechnet, indem 10^1,5 als tatsächliche Energieänderung verwendet wird (entspricht etwa 32 Mal):

( (10^1,5)^9 ) / ( (10^1,5)^6 ) = 31.622

Frage: Wie groß war die Bruchfläche, die das Erdbeben verursacht hat?

Antwort: Eine erste Schätzung der Größe des Bruchs, der das Erdbeben verursacht hat, wird aus der Länge der Nachbebenzone, den Dimensionen historischer Erdbeben und einer Untersuchung der elastischen Wellen, die vom Erdbeben erzeugt wurden, abgeleitet. Die Nachbeben deuten darauf hin, dass der Erdbebenbruch eine maximale Länge von 1.200 bis 1.300 km parallel zum Sunda-Trog hatte und eine Breite von mehr als 100 km senkrecht zur Erdbebenquelle. Eine vorläufige Schätzung, basierend auf der Untersuchung der elastischen Wellen, zeigt, dass die größte Verschiebung in den südlichsten 400 km des Bruchs konzentriert war.

Der Bruch der Verwerfung während des Erdbebens in Sumatra breitete sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 km/s aus. Die gesamte Länge der Verwerfung, wie aus der Verteilung der Nachbeben geschätzt, entspricht einer Entfernung zwischen Bergen und Bodø in Norwegen. Diese riesigen Dimensionen helfen uns zu verstehen, warum dieses Erdbeben katastrophale Auswirkungen hatte.

Frage: Wie groß war die maximale Verschiebung auf der Bruchfläche zwischen den Platten?

Antwort: Die maximale Verschiebung, die aus einer vorläufigen Untersuchung der seismischen Körperwellen geschätzt wird, beträgt 20 Meter.

Frage: Wie groß war die maximale Verschiebung des Meeresbodens über der Erdbebenquelle?

Antwort: Die Verschiebung der Erdoberfläche wird mit, aber etwas geringer als, die Verschiebung auf der tiefen Erdbebenverwerfung sein. In einigen Bereichen wurde der Krustenblock unter dem Meeresboden und über der verursachenden Verwerfung wahrscheinlich um etwa 10 Meter nach West-Südwest und um mehrere Meter angehoben.

Frage: Welcher Winkel der Subduktion der indischen Platte unter die birmanische Platte?

Antwort: An der Erdbebenquelle taucht die Grenze zwischen der indischen Platte und der birmanischen Platte etwa 10 Grad nach Osten-Nordosten ab. Die subduzierte Platte taucht bei größerer Tiefe steiler ab.

Frage: Warum hat sich die Magnitude dieses Erdbebens geändert?

Antwort: Obwohl die Lage eines Erdbebens recht schnell bestimmt werden kann, ist die Größe des Erdbebens etwas problematischer. Dies liegt daran, dass die Lage hauptsächlich auf den Messungen der Ankunftszeiten der seismischen Wellen an einer Station basiert. Die Magnitude hingegen basiert auf der Amplitude dieser Wellen. Die Amplitude ist viel variabler als die Ankunftszeiten, was zu einer größeren Unsicherheit bei der Schätzung der Magnitude führt.

Bei größeren Erdbeben wird das Problem dadurch verschärft, dass je größer das Erdbeben ist, desto niedriger die charakteristische Frequenz der seismischen Wellen ist. Das bedeutet, dass zur Bestimmung der Magnitude die Ankünfte von Oberflächenwellen verwendet werden müssen, die eine niedrigere Frequenzenergie als die Körperwellen enthalten. Für ein großes Erdbeben müssen mehrere Stunden Daten aufgezeichnet werden, um die Magnitude genau zu bestimmen.

Daher können genaue Magnitudenschätzungen mehrere Stunden nach einer genauen Lagebestimmung folgen. Im Fall des Erdbebens der Magnitude 9,0 in Sumatra-Andaman, waren die Standardmethoden unzureichend, um die sehr niedrige Frequenzenergie zu messen, und mussten angepasst werden. Dies verzögerte die endgültige Bestimmung der Magnitude bis zum nächsten Tag.

Frage: Kann man mit vielen Nachbeben dieses Erdbebens rechnen?

Antwort: Es wurden zahlreiche Nachbeben nach dem jüngsten Erdbeben der Magnitude 9 detektiert. Bis zum 1. Januar 2005 wurden mehr als 100 Nachbeben mit Magnitude > 5,0 registriert. Das stärkste ereignete sich etwa drei Stunden nach dem Hauptbeben und erhielt eine Magnitude von 7,1. Dreizehn der bisher registrierten Nachbeben haben eine Magnitude von 6,0 oder höher. Es gab keine Berichte über Tsunamis, die durch die Nachbeben verursacht wurden. Wir wissen aus der Erfahrung, dass die Anzahl der Nachbeben mit der Zeit abnimmt. Allerdings kann die Anzahl der Nachbeben sehr variabel sein. Es können kürzere Phasen mit erhöhter Aktivität sowie Phasen mit geringer Aktivität geben, aber der allgemeine Trend wird eine Abnahme der Anzahl der Nachbeben im Laufe der Zeit sein. Seismologen können den Zeitpunkt und die Größe der individuellen Nachbeben nicht vorhersagen.

Frage: Wie hat das Auftreten dieses Erdbebens die Wahrscheinlichkeit eines weiteren großen Erdbebens beeinflusst?

Antwort: Das Auftreten dieses Erdbebens hat eine Neubewertung der tektonischen Spannungen entlang und in der Nähe der Grenze zwischen der indischen Platte und der birmanischen Platte verursacht. In einigen Bereichen wird diese Neubewertung der Spannungen dazu führen, dass die Zeit bis zum nächsten großen Erdbeben kürzer ist als wenn das Erdbeben nicht stattgefunden hätte. In anderen Bereichen wird die Neubewertung der Spannungen dazu führen, dass die Zeit bis zum nächsten großen Erdbeben länger wird. Sobald die Verteilung der Verschiebung entlang der Erdbebenverwerfung kartografiert ist, wird es möglich sein, die Bereiche zu schätzen, die sich der zukünftigen Bruchfläche nähergekommen sind und die, die sich von der zukünftigen Bruchfläche entfernt haben. Es ist jedoch noch nicht möglich, zuverlässig zu schätzen, wann ein zukünftiger Bruch in einem bestimmten Bereich stattfinden wird oder wie groß das resultierende Erdbeben sein wird.

Die Verschiebungsteilung aufgrund der schräg einander gegenüberliegenden Plattenkonvergenz in dieser Region wirft weitere Fragen hinsichtlich der Spannungsbedingungen entlang der Großen Sumatra-Verwerfung (eines parallelen Scherungsverwerfungssystems an der Landkante Sumatras).

**(übermittelt von Pierre Meunier am 17. Januar 2005) ** ---

26. Januar 2005. **Übermittelt von Stéphane Levêque **:

Herkunft: eine E-Mail, übermittelt am 5. Januar 2005
Betreff: Auswirkungen des Tsunamis: Nukleare Gefahr im südlichen Indien (Kernkraftwerk Kalpakkam überflutet)

Chennai, Indien. - **Diese Stadt im südlichen Indien hat gerade einen doppelten Gefahrenzustand überstanden – das Tsunami-Desaster und eine nukleare Gefahr. **

Der Tsunami, der am Sonntag, dem 26. Dezember, Chennai erreichte, zerstörte nicht nur Fischerdörfer, überflutete tausende Häuser und forderte Leben. Der Tsunami überflutete auch einen Teil des Kernkraftwerks, das in den Vororten der Stadt am Meer liegt... Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie den Rest auf Englisch... am Ende der E-Mail. Und vergessen Sie nicht: am 27. und 28. Dezember 1999 erlebte das Kernkraftwerk Blayais (Blaye und Braud Saint Louis, an der Gironde) ein ähnliches Schicksal: 105.000 m³ Wasser drangen in die Gebäude zweier der vier Reaktoren ein, überfluteten die unteren Bereiche bis zu einer Höhe von zwei Metern, verursachten Kurzschlüsse, brachten die Kühlpumpen außer Betrieb und brachten das Kraftwerk fast zum Tschernobyl-Fall in Frankreich. Es ist nicht nötig, in Indien zu leben oder einen Tsunami zu erleben, um unter der ständigen Bedrohung einer nuklearen Katastrophe zu leben. Die französische Presse und Medien, die das asiatische Desaster so gut abdecken, werden den öffentlichen die Information geben? acdn.france@wanadoo.fr mailto:acdn.france@wanadoo.fr Michel Serre erinnerte am Montag auf France 2 daran, dass ein Tsunami 1775 60.000 Tote in Portugal und Westeuropa verursacht hat. Der letzte Atlantik-Tsunami stammt aus dem Jahr 1960 (Marokko).

**Stéphane Lévêque ** ---

Dossier Tsunami: Informationen vor dem 15. Januar 2005

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