Geologie und Boden: Geologie

Erdbeben Magnitude

Zur Beschreibung der Stärke von Erdbeben wurden viele Skalen entwickelt. Grundsätzlich unterscheidet man Magnitudenskalen, die hier beschrieben werden und Intensitätsskalen (siehe Karte im Umweltatlas: Erdbeben-Intensität).

Die Magnitude geht auf Arbeiten des Kalifornischen Seismologen Richter(-Skala) zurück. Die Magnitude nach Richter wird auch als Lokalmagnitude bezeichnet. Neben der Lokalmagnitude gibt es noch andere Arten Magnituden zu berechnen (z. B. Momenten-, Oberflächenwellen-, Raumwellenmagnitude). Allerdings ist für die Betrachtung der Erdbeben in Hessen die Lokalmagnitude am sinnvollsten. Zur Bestimmung der Magnitude müssen die Bodenbewegungen eines Erdbebens mit einem Seismometer als Seismogramm gemessen werden, und die Entfernung zwischen der Messstation und dem Erdbebenherd muss bekannt sein. 

Aus den Seismogrammen wird die größte Bodenbewegung abgelesen. Dieser Wert zusammen mit der Entfernung bestimmt die Magnitude, die ein logarithmisches Stärkemaß ist. Das heißt, der Zuwachs um eine Magnitudeneinheit (z. B. von 3 auf 4) bedeutet 10-fach größere Bodenbewegungen und eine Steigerung der Bebenenergie um etwa das 30-fache. Beben mit Magnitude 2-3 sind gerade noch spürbar, das stärkste gemessene Beben in der Bundesrepublik war das Beben von Roermond (1992) mit einer Magnitude von 5.9, das stärkste auf der Erde gemessene Beben hatte eine Magnitude von 9.5 (Chile 1960). Richter hat den Nullpunkt der Magnitudenskala willkürlich festgelegt. Extrem kleine Beben können auch Magnituden haben, die kleiner als Null sind. Die Skala ist weder nach oben noch nach unten begrenzt. Da sich aber in der Erdkruste wegen ihrer endlichen Dicke nur endlich starke Spannungen ansammeln können, sind Beben mit Magnituden über 10 kaum möglich. Ein  Vergleich von Energieinhalten in Bezug auf Magnituden ist in Abbildung 1 zu sehen, um ein Gefühl für die Stärke von Erdbeben zu bekommen.

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Abb. 1: Beziehung zwischen Magnitude und Energie in kWh in logarithmischer Darstellung (Abbildung nach Erdbebenstation Bensberg)

 

Erdbeben in Hessen

Betrachtet man Erdbeben in Hessen, so sind die Beben von Interesse, die in Hessen auftreten und die in Hessen gespürt werden. In Hessen treten pro Jahr statistisch gesehen mehrere mäßig starke Erdbeben auf, die örtlich von der Bevölkerung wahrgenommen werden können. Etwa einmal in zehn Jahren ist in Hessen mit einem mittelstarken Beben zu rechnen, das Gebäudeschäden und Betriebsstörungen verursachen kann. Starke und damit möglicherweise auch katastrophale Beben sind, allgemein betrachtet, sehr selten aber nicht völlig ausgeschlossen. Denn 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.

Für den Zeitraum 2001 bis 2006 wurde die Mikroseismizität lokalisiert und jeweils einer sogenannten lokalen Magnitude (als Maß für den Energiegehalt von Erdbeben) zugeordnet (siehe Karte). Wie schon in bei der Karte (Erdbeben - Intensitäten) zu sehen ist, treten auch diese Beben hauptsächlich im Süden von Hessen auf. Allerdings findet man hier Gebiete, die momentan seismisch aktiver sind als dies der langfristigen Betrachtung der Beben entspricht. Die Aktivität verändert sich nicht nur mit der Zeit sondern kann sich auch örtlich verlagern.

Da die Erdbebentätigkeit außerhalb von Hessen auch in Hessen spürbar sein kann, wurden auch Beben in unmittelbarer Nähe der Landesgrenze berücksichtigt.

Erdbebenaufzeichnung 1911 bis heute

Mit Beginn der instrumentellen Aufzeichnung vor über 100 Jahren wurde ein Anfang geschaffen, die Erdbeben genauer zu lokalisieren und damit auch eine belastbarere Ereigniszeit zu dokumentieren. In den letzten Jahrzehnten wurde es dann möglich, durch instrumentelle Registrierungen an mehreren Stationen, Magnituden bis 1,5 und teilweise.  auch darunter zu bestimmen. Dadurch bekommt man ein genaueres Abbild, wo sich Spannungen in Form von Erdbeben abbauen. Für Hessen interessant sind die folgenden  Bereiche mit natürlicher Seismizität: 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 – 2011)

Ort

Datum

Magnitude

Bemerkung

Worms

24.02.1952

4,7  
Heringen

22.02.1953

5,0 Gebirgsschlag
Merkers

08.07.1958

4,8 Gebirgsschlag
Merkers

29.06.1961

3,7 Gebirgsschlag
Boppard

01.12.1970

3,8  
Heidelberg 12.07.1971 3,8  
Sünna 23.06.1975 5,2 Gebirgsschlag
Echzell 04.11.1975 3,6  
Limburg 07.03.1977 3,8  
Bad Marienberg 28.06.1982 4,7  
Katzenelnbogen 24.08.1985 3,9  
Völkershausen 13.03.1989 5,6 Gebirgsschlag
Frankfurt 26.05.1990 3,8  
Frankfurt 29.05.1990 3,5  
Langen 10.06.1990 3,5  
Limburg 29.11.1997 3,5  
Idstein 29.11.1997 4,0  
Koblenz 03.08.2007 3,9  
Nassau 14.02.2011 4,4  

Registrierung

Der Hessische Erdbebendienst (HED) betreibt zur seismischen Überwachung von Hessen acht fest installierte Messstationen (Kracht, 2007), bei denen Erdbeben aber auch Bodenerschütterungen anderen Ursprungs, wie z. B. Sprengungen in Steinbrüchen, automatisch registriert werden (siehe auch unter http://www.hlug.de/start/geologie/erdbeben.html).

Literatur

Kracht, M. (2007): Der Hessische Erdbebendienst, Hessischer Umwelt-Monitor Nr. 2/2007, 3- 6.


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