Einführung
Abbildung 1. Elastic-rebound-Theorie. Spannungen bilden sich auf beiden Seiten einer Verwerfung, wodurch sich die Gesteine plastisch verformen (Zeit 2). Wenn die Belastungen zu groß werden, brechen die Felsen und landen an einem anderen Ort (Zeit 3). Dies setzt die aufgebaute Energie frei und erzeugt ein Erdbeben.
Ein Erdbeben ist eine plötzliche Bodenbewegung, die durch die plötzliche Freisetzung von in Gesteinen gespeicherter Energie verursacht wird., Erdbeben passieren, wenn sich in den Felsen so viel Stress aufbaut, dass die Felsen brechen. Die Energie wird durch seismische Wellen übertragen. Jedes Jahr gibt es mehr als 150.000 Erdbeben, die stark genug sind, um von Menschen gefühlt zu werden, und 900.000, die von Seismometern aufgezeichnet wurden!
Ursachen von Erdbeben
Die Beschreibung des Auftretens von Erdbeben wird als Elastic Rebound Theory bezeichnet (Abbildung 1).
– Elastic-rebound-Theorie in einer animation.
Bei einem Erdbeben wird der Anfangspunkt, an dem die Gesteine in der Kruste reißen, als Fokus bezeichnet., Das Epizentrum ist der Punkt auf der Landoberfläche, der direkt über dem Fokus liegt. Bei etwa 75% der Erdbeben liegt der Fokus in den oberen 10 bis 15 Kilometern der Kruste. Flache Erdbeben verursachen den größten Schaden, da der Fokus in der Nähe des Wohnorts liegt. Es ist jedoch das Epizentrum eines Erdbebens, über das Wissenschaftler und Medien berichten (Abbildung 2).
Diese Animation zeigt die Beziehung zwischen Fokus und Epizentrum eines Erdbebens.
Abbildung 2., Im vertikalen Querschnitt der Kruste sind zwei Merkmale markiert – der Fokus und das Epizentrum, das direkt über dem Fokus liegt.
Erdbebenzonen
Fast 95% aller Erdbeben finden entlang einer der drei Arten von Plattengrenzen statt, aber Erdbeben treten entlang aller drei Arten von Plattengrenzen auf.
- Etwa 80% aller Erdbeben treffen um das Becken des Pazifischen Ozeans, weil es mit konvergenten und transformierenden Grenzen ausgekleidet ist (Abbildung 3).,
- Etwa 15% finden im Mittelmeerasiatischen Gürtel statt, wo die Konvergenz dazu führt, dass die indische Platte in die Eurasische Platte mündet.
- Die restlichen 5% sind um andere Plattengrenzen verstreut oder sind Intraplatten-Erdbeben.
Abbildung 3. Erdbeben Epizentren für magnitude 8.0 und größere Ereignisse seit 1900. Die Erdbebentiefe zeigt, dass die meisten großen Beben flachen Fokus sind, aber einige subduzierte Platten verursachen tiefe Fokus Beben.,
Plattengrenzen transformieren
Tödliche Erdbeben treten an Plattengrenzen transformieren auf. Diese Fehler haben einen flachen Fokus Erdbeben. Warum denkst du, das ist so? Die Störungen entlang der San Andreas Fault Zone produzieren rund 10.000 Erdbeben pro Jahr. Die meisten sind winzig, aber gelegentlich ist man massiv. In der San Francisco Bay Area war die Hayward Fault der Ort eines Erdbebens der Stärke 7.0 im Jahr 1868. Das Beben von 1906 auf der San Andreas Fault hatte eine Stärke von etwa 7,9 (Abbildung 4).
Abbildung 4., (a) Der San-Andreas-Fault-zone, in der San Francisco Bay Area. (b) Das Erdbeben von 1906 in San Francisco ist immer noch die teuerste Naturkatastrophe in der Geschichte Kaliforniens. Etwa 3.000 Menschen starben und 28.000 Gebäude gingen verloren, hauptsächlich bei dem Brand.
Jüngste Erdbeben in Kalifornien:
- 1989: Loma Prieta Erdbeben in der Nähe von Santa Cruz, Kalifornien. Magnitude 7.1 Beben, 63 Todesfälle, 3,756 Verletzungen, 12,000 + Menschen obdachlos, Sachschaden über $6 Milliarden.
- 1994: Northridge Erdbeben auf einem Blind Schub Fehler in der Nähe von Los Angeles. Größe 6.,7, 72 Todesfälle, 12.000 Verletzungen, Schaden auf $12,5 Milliarden geschätzt.
Obwohl Kalifornien anfällig für viele Naturgefahren ist, einschließlich Vulkanausbrüchen am Mt. Shasta oder Mt. Lassen, und Erdrutsche auf Küstenklippen, die natürliche Gefahr des Staates ist mit Erdbeben verbunden. In diesem Video werden die Grenzen zwischen drei verschiedenen tektonischen Platten und den Erdbeben untersucht, die sich aus ihren Wechselwirkungen ergeben:
Neuseeland hat auch rutschfeste Erdbeben, etwa 20.000 pro Jahr! Nur ein kleiner Prozentsatz davon ist groß genug, um gefühlt zu werden. 6.,3 Beben in Christchurch im Februar 2011 tötete etwa 180 Menschen.
Konvergente Plattengrenzen
Erdbeben an konvergenten Plattengrenzen markieren die Bewegungen der subduzierenden Lithosphäre beim Eintauchen durch den Mantel (Abbildung 5). Schließlich erwärmt sich die Platte genug verformen plastisch und Erdbeben zu stoppen.
Abbildung 5. Dieser Querschnitt von Erdbebenepicentern mit Tiefe umreißt die subduzierende Platte mit flachen, mittleren und tiefen Erdbeben.,
Konvergente Plattengrenzen erzeugen Erdbeben rund um das Becken des Pazifischen Ozeans. Die philippinische Platte und die pazifische Platte subduzieren unter Japan und schaffen eine Kette von Vulkanen und bis zu 1.500 Erdbeben jährlich.
Im März 2011 ereignete sich vor Sendai im Nordosten Japans ein gewaltiges Erdbeben der Stärke 9,0. Dieses Beben, das 2011 Tōhoku-Erdbeben genannt wurde, war das stärkste jemals, das Japan traf, und eines der fünf bekanntesten der Welt. Die Schäden durch das Erdbeben wurden durch den von ihm verursachten Tsunami, der Küstenstädte und-städte auslöschte, fast überschattet (Abbildung 6)., Zwei Monate nach dem Erdbeben waren etwa 25.000 Menschen tot oder vermisst, 125.000 Gebäude wurden beschädigt oder zerstört. Nachbeben, einige so groß wie große Erdbeben, haben die Region weiter erschüttert.
Abbildung 6. Zerstörung in Ofunato, Japan, durch das Tōhoku-Erdbeben 2011.
Eine Karte von Nachbeben ist hier zu sehen.
Hier ist ein interaktiver Feature-Artikel über das Erdbeben.
Der pazifische Nordwesten der Vereinigten Staaten ist von einem potenziell massiven Erdbeben bedroht, das jederzeit eintreten könnte., Die Subduktion der Juan de Fuca-Platte unter Nordamerika erzeugt aktive Vulkane, aber große Erdbeben treffen nur alle 300 bis 600 Jahre ein. Die letzte war im Jahr 1700, mit einer geschätzten Größe von rund 9.
Hier ist ein Bild von Erdbeben unter dem pazifischen Nordwesten und der Tiefe bis zum Epizentrum.
Elastische Rückstoß an einer Subduktionszone erzeugt ein Erdbeben in dieser animation.
Massive Erdbeben sind das Markenzeichen des Schubfehlens und Faltens, wenn zwei Kontinentalplatten zusammenlaufen (Abbildung 7)., Das Erdbeben von Gujarat 2001 in Indien war für etwa 20.000 Todesfälle verantwortlich, und viele weitere Menschen wurden verletzt oder obdachlos.
Abbildung 7. Schäden durch das Kaschmir-Erdbeben 2005.
Im Verständnis Erdbeben: Von der Forschung zur Resilienz, Wissenschaftler versuchen, die Mechanismen zu verstehen, die Ursache von Erdbeben und tsunamis und die Möglichkeiten, die die Gesellschaft mit Ihnen umgehen:
Divergierenden Plattengrenzen
– Erdbeben am mittelozeanischen Rücken sind klein und flach, weil die Platten sind jung, Dünn und heiß., An Land, wo Kontinente auseinander brechen, sind Erdbeben größer und stärker.
Intraplate-Erdbeben
Intraplate-Erdbeben sind das Ergebnis von Spannungen, die durch Plattenbewegungen in festen Platten der Lithosphäre verursacht werden. Im Jahr 1812 traf ein Erdbeben der Stärke 7.5 in der Nähe von New Madrid, Missouri. Das Erdbeben war über etwa 50.000 Quadratmeilen stark zu spüren und veränderte den Verlauf des Mississippi. Weil zu dieser Zeit nur sehr wenige Menschen dort lebten, starben nur 20 Menschen. Heute leben dort viel mehr Menschen (Abbildung 8)., Ein ähnliches Erdbeben würde heute zweifellos viele Menschen töten und große Sachschäden verursachen.
Abbildung 8. Die New Madrid seismische Zone befindet sich innerhalb der nordamerikanischen Platte. Seit 1974 gab es in der Region rund 4.000 Erdbeben.
Reflexionsfragen
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