Arbeitsblatt: Naturkatastrophen: Erdbeben

Naturkatastrophen • Ich weiss was Konvektionsströmungen sind und kennen die Begriffe Kontinentaldrift und Tektonik • Ich weiss, wie sich die Erde im Laufe der letzten 200 Mio. Jahre verändert hat und weiss wie sie ich weiter verändern könnte • Ich kenne Beweise für die Theorie der Plattentektonik • Ich kenne die 6 grossen Platten und die wichtigsten Bewegungsrichtungen sowie deren Folgen (Gebirge, Tiefseegräben) • Ich kenne die Begriffe Seismograph, Seismogramm, Hypozentrum, Epizentrum und Erbebenwellen • Ich kenne zwei Skalen um Erdbeben zu messen und ihre speziellen Eigenschaften • Ich kenne die Lage der grossen Erdbeben- und Vulkanzonen • Ich kenne Umstände, die das Ausmass von Erdbeben beeinflussen • Ich kenne Vulkane in Europa und auf der ganzen Welt • Ich weiss, ob man Erdbeben/Vulkane voraussagen kann oder nicht • Ich kenne die Erdbebensituation in der Schweiz • Ich kenne den Aufbau eines Vulkans • Ich kenne die Unterschiede zwischen verschiedenen Vulkantypen • Ich weiss was Hot Spots sind und kenne einige Beispiel dafür • Ich weiss, was Geysire sind und kann deren Entstehung erklären • Ich weiss, was Tsunamis sind und wie sie entstehen • Ich weiss wie Hurrikane und Tornados entstehen und kenne verschiedene Bezeichnungen für tropische Wirbelstürme fühle ich mich noch unsicher fühle ich mich sicher beherrsche ich • Ich kenne den Aufbau der Erde (Schichten, ungefähre Dicke) verstehe ich nicht Gg Lernziele Naturkatastrophen Naturkatastrophen Gg Der Aufbau der Erde Nichts scheint uns fester und unvergänglicher als der Erdboden; und gar die Berge aufgebaut aus riesigen Felsmassen gelten als dauerhaft und ewig. Und doch gibt es Kräfte, die den Erdboden und selbst die Gebirge von Zeit zu Zeit schütteln und erzittern lassen. Wie kommt das? Nach den modernen Erkenntnissen der Erdwissenschaftler ist unser Planet Erde kein toter Brocken aus kaltem Gestein wie etwa der Mond. Die Erde ist vor etwa 5 Milliarden Jahren entstanden. Sie war zuerst eine heisse Kugel aus Gas. Vor rund 3,5 Milliarden Jahren hatte sich so weit abgekühlt, dass sich eine feste Kruste (Erdkruste) bilden konnte. Diese feste Schale der Erde hat unter den Kontinenten etwa eine Dicke von 30 70 Kilometern. Das scheint uns beruhigend viel zu sein, aber wenn wir die Erde mit ihrem Durchmesser von 12‘700 Kilometern als Ganzes betrachten, so ist diese Kruste sehr dünn! Der Vergleich mit einem Apfel macht es deutlich! 1 2 3 4 5 6 7 Das Erdinnere Die zähflüssige Masse des Erdmantels wird als Magma (griechisch gekneteter Teig) bezeichnet, In einer Tiefe von gegen 3000 Kilometem gehen die Magmaschichten in den Erdkern über, dessen innerster Teil oft auch Granum genannt wird. Die Temperatur nimmt von der Erdoberfläche nach dem Erdinnern zu. (Bohrlöcher, Bergwerke) In der Kruste beträgt die Zunahme der Temperatur durchschnittlich 1 Grad auf 30 m, wobei natürlich die Temperatur in Vulkannähe schneller als in anderen Gebieten steigt. Von 4000 bis zu 10‘OOO Grad kann die Temperatur im Erdkern sein! Gesteine schmelzen je nach Zusammensetzung bei 700 bis 1100 Grad. Steckbrief der Erde Äquatorradius Polarhalbachse Äquatorumfang 6‘378 km 6‘357 km 40‘077 km Erdoberfläche 510‘100‘000 km2 Volumen der Erde 1,06 Billionen km3 Abstand zur Sonne 149‘000‘000 km Naturkatastrophen Warum die Kontinente schwimmen Gg Konvektion im Kochtopf Setze die folgenden Wörter in die Lücken: brodeln, Oberfläche, dehnt, unten, oben, leichter, Dichte Wenn Wasser in einem Kochtopf erhitzt wird, gerät das Wasser in Bewegung: Es beginnt aufzuwallen und zu. Woran liegt das? Schaltet man die Herdplatte ein, erwärmt sich zuerst das Wasser am Boden des Topfes. Es sich aus und seine verringert sich. Dadurch steigt es nach. Das Wasser an der ist kälter und dichter und sinkt deshalb nach . Dort wird es durch die Wärme der Herdplatte aufgeheizt und wird wieder . Es entsteht eine Zirkulation aus aufsteigendem heißen Wasser und absinkendem kühlerem Wasser. Dieser Prozess wird als Konvektion bezeichnet. Dies kommt nicht nur bei Wasser, sondern auch in anderen Flüssigkeiten und in Gasen vor. Konvektion im Erdmantel Trage in die untere Zeichnung Pfeile ein, die die Bewegungsrichtung des Magmas zeigen Naturkatastrophen Die Ozeane und Kontinente wandern Gg Die Kontinente scheinen ihre Lage immer genau beizubehalten. In Wirklichkeit befinden sie sich in ständiger, langsamer Bewegung. Diese Bewegung nennt man Kontinentaldrift. Die äussere Schale der Erde besteht aus mehreren, riesigen Gesteinsplatten, den tektonischen Platten. Durch die Kontinentaldrift bewegen sich die Platten jährlich zwischen 1 cm und 15 cm. Es entstehen vor allem an den Plattenrändern, wo eine Platten unter die andere taucht grosse Kräfte, die zu Erdbeben, Vulkanen, Gebirgen, usw. führen können. Wie sah die Erde vor Jahrmillionen aus? Vor 190 Mio Jahren Tethysmeer Vor 120 Mio Jahren Tethysmeer Vor 50 Mio Jahren Heute 8 1 2 3 5 9 4 6 7 Naturkatastrophen Beweise und Zukunftsaussichten • Gg Zusammenpassen der Kontinente (besonders Südamerika und Afrika passen genau zusammen) • Gebirgsketten lassen sich auf verschiedenen Kontinenten nachweisen. • Gesteine in Westafrika kommen auch in Südamerika vor. • Pflanzen und Tiere, die in Westeuropa gefunden wurden, fand man auch in Nordamerika (zB. Gartenschnecke). • Die besten Beweise für Pangaea liefern Fossilien (Versteinerungen). Fossilien derselben Lebewesen sind auf verschiedenen Kontinenten gefunden worden. Wie sieht die Erde in Zukunft aus? Naturkatastrophen Die Platten und ihre Bewegungen Gg Wie heissen die 6 grossen Platten? 1 2 3 4 5 6 Die verschiedenen Bewegungen von Platten: Bewegungsrichtung Beschreibung Naturkatastrophen Die Platten und ihre Bewegungen II Gg Naturkatastrophen Seismogramm, Seismograph und Richterskala Gg Trage die folgenden Wörter in die richtigen Lücken ein: seismischen Wellen, Seismograph, Richter-Skala, grafische, Seismogramm, Eigenschwingungsfrequenz, Stärke, Amplitude, Skala,7.0, Erdbebenstärke, 6.0, Grenze, 9.0, Auslenkungen Ein ist ein Gerät, mit dem man Bodenerschütterungen registrieren kann, die von Erdbeben und anderen Wellen verursacht werden. Damit kann man Erdbeben erkennen und sie lokalisieren. Es besteht im Prinzip aus einem gedämpften Pendel, dessen aufgezeichnet werden. Nach einer Erschütterung zeigt der Seismograph die seismischen als eine Art Sinuswellen an. Ein ist die Aufzeichnung eines Seismographen. Die Bodenbewegungen kann man aus dem Seismogramm berechnen. Durch weitere Auswertung kann man u.a. die von Bauwerken ermitteln. Die Richter-Skala Um eine einfache Aussage über die eines Erdbebens treffen zu können, entwickelte der kalifornische Erdbebenforscher Charles F. Richter in den dreißiger Jahren des vergangenen Jahrhunderts am California Institute of Technology (Caltech) eine Skala. Als Maß für die auf der Skala nahm er die so genannte Erdbebenmagnitude. Der Begriff Magnitude stammt vom lateinischen Wort magnitudo und bedeutet Größe. Magnitude ist also die Größe oder Stärke eines Erdbebens auf der. Grundlage zur Berechnung der Magnitude war der maximale Ausschlag (_), den ein Beben auf einer Erdbebenaufzeichnung durch einen Seismographen (heute Seismometer) hinterlässt und die Entfernung zum Ausgangspunkt des Bebens. Wegen der großen Vielfalt maximaler Ausschläge komprimierte Richter diese mit Hilfe einer logarithmischen. Somit unterscheiden sich Erdbeben, die mit ihrem maximalen Ausschlag um den Faktor 10 voneinander abweichen, in ihrer Magnitude um den Wert 1 auf der Richter-Skala. Ein Erdbeben mit der Magnitude bedeutet demnach zehnmal stärkere Bodenbewegungen als bei Magnitude. Für eine maximal mögliche Erdbebenstärke lässt sich keine obere bestimmen. Da die Erdkruste aber nur begrenzt aufgestaute Spannungen speichern kann, die dann in Form von Erdbeben freigesetzt werden, ist auch eine Magnitude größer als kaum möglich. Trotzdem bezeichnet man die Richter-Skala als nach oben hin offen. Naturkatastrophen Die zehn stärksten Erdbeben in den letzten 100 Jahren Gg Trage die Beben in die untenstehende Richterskala ein Von welchen Faktoren hängt es ab, ob ein Beben viele Opfer fordert oder nicht? Datum: 29. Mai 1960 Stärke: 9.5 Tote: 2300 Das stärkste je registrierte BebenDie Zahl der Toten ist angesichts der Intensität relativ gering; die Bewohner Südchiles waren durch mehrere kleine Beben im Vorfeld gewarnt. Doch zwei Millionen Menschen verloren ihr Obdach. Besonders eindrücklich war die vom Seebeben verursachte, Tsunami genannte Flutwelle: Sie breitete sich über den ganzen Pazifik aus, türmte sich in Küstennähe auf bis zu 25 Meter Höhe auf und forderte noch im 1600 Kilometer entfernten Japan 200 Menschenleben. Dort kam sie 22 Stunden nach dem Beben an. Diese Schockwelle bahnte sich ihren Weg tatsächlich mit 700 km/h durch den Pazifik. Datum: 28. März 1964 Stärke: 9.2 Tote: 125 Beben über 9.0 sind seltene Ereignisse. Im 20. Jahrhundert wurden vier registriert, zwei davon in Alaska. Im dünn besiedelten Staat forderte dieses Beben nur 125 Tote, wobei 100 auf das Konto der folgenden Flutwelle gingen. Das Beben war so gewaltig, dass die 120 km vom Epizentrum entfernte Hauptstadt Anchorage stark in Mitleidenschaft gezogen wurde. Näher beim Schadenszentrum wurde die Landschaft nachhaltig verändert; manche Gebiete wurden auf einen Schlag bis zu 15 Meter angehoben oder abgesenkt. Datum: 16. Dez.1920 Stärke: 8.6 Tote: 180000 Die nordwestchinesische Provinz Gansu wird immer wieder von Erdbeben erschüttert. Mit einer geschätzten Magnitude von 8.6 zählt jenes vom Dezember 1920 zu den zehn stärksten je registrierten Beben, aber keines hat eine so dich besiedelte Gegend getroffen. Bloss zwölf Jahre später kamen in derselben Provinz bei einem 7.6-Beben nochmals rund 7000 Menschen ums Leben. Datum: 1. Sep. 1923 Stärke: 8.2 Tote: 140000 Das Kanto-Beben, wie es nach der Provinz genannt wird, legte weite Teile Tokios und Yokohamas in Trümmer. Auf der Mercalli-Skala erreichte es den Maximalwert 12 was heisst, dass dieses Beben das höchste vorstellbare Mass an Erschütterung auf der Erdoberfläche verursachte. Die Zerstörung nahm biblische Formen an: Nach den direkten Bebenschäden suchte eine Flutwelle nach einem massiven Erdrutsch in die Sagami-Bay die Küstenorte heim, danach wüteten Feuersbrünste in den Grossstädten. Datum: 27. Juli 1976 Stärke: 8.2 Tote: 250000 Die 150 km östlich von Peking gelegene Millionenstadt Tangshan wurde durch das opferreichste Erdbeben des 20. Jahrhunderts fast vollständig zerstört. 18 Stunden nach dem Hauptbeben brachte ein enorm starkes Nachbeben mit einer Magnitude von 7.6 viele beschädigte Gebäude völlig zum Einsturz und begrub zahlreiche Helfer in den Trümmern. 1976 war das letzte Jahr der Kulturrevolution in China mit der Viererbande an der Macht, das Land ziemlich abgeschottet. Offiziell wurden 25000 Tote gemeldet; Schätzungen, die sich aber nie überprüfen liessen, liegen weit höher und gehen bis zu 80000 Opfern. Südchile Prince William Sound, Alaska Gansu, China Tokio, Japan Tangshan, China Naturkatastrophen Die zehn stärksten Erdbeben in den letzten 100 Jahren II Gg Datum: 20. Sep. 1985 Stärke: 8.1 Tote: 5000 Obwohl die Millionenstadt Mexiko City über 350 km vom Epizentrum in der Provinz Michoacan entfernt liegt, wurde die Metropole doch arg in Mitleidenschaft gezogen. Daran sind gewissermassen die Spanier schuld: Die legten damals einen See trocken; auf dem instabilen, weichen Grund wurde die später Hauptstadt Mexikos gebaut. Nach offiziellen Angaben starben beim Beben rund 5000 Menschen. Aber die Schätzungen gehen bis zu einer Zahl von 4000. Datum: 31. Mai 1970 Stärke: 7.7 Tote: 65000 Eine der grössten Katastrophen, die je die südliche Hemisphäre heimsuchte. Die Städte Huaraz und Chimbote sowie umliegende Dörfer wurden beinahe vollständig zerstört. Der Tragödie nicht genug: Eine dadurch ausgelöste, gewaltige Schnee- und Geröll-Lawine begrub die Stadt Yungay und die meisten der 1800 Bewohner unter sich. Datum: 17. August 1999 Stärke: 7.4 Tote: 40000 Das stärkste Beben in der Geschichte der Türkei traf die Stadt Izmit, 80 km südöstlich der Metropole Istanbul. So kräftig das Beben auch war, einmal mehr bewahrheitete sich der Spruch, wonach nicht Beben töten, sondern schlecht gebaute Häuser. Offenbar wurde beim Bau vieler mehrstöckigen Häusern gepfuscht, billigste Materialien verwendet. Mit tödlichen Folgen. Datum: 21. Juni 1990 Stärke: 7.3 Tote: 50000 Teile des Irans werden immer wieder von Erdbeben heimgesucht, aber diese in der nordwestlichen Provinz Gilan war das stärkste je in der Gegend registrierte. Rund 700 Dörfer wurden völlig zerstört; 10000 der erschütterungsanfälligen Häuser aus spröden Lehmziegeln brachen zusammen, 50000 Menschen wurden obdachlos. Zum Vergleich: Das Beben im südostiranischen Bam von 2003 war mit 6.5 rund 20 Mal schwächer, tötete aber auch geschätzte 3000 Menschen. Datum: 28. Dez. 1908 Stärke: 7.1 Tote: 85000 Das folgenschwerste Beben in Europa der vergangenen hundert Jahre. Der Boden senkte sich auf einen Schlag um 60 Zentimeter; 90% der Gebäude in Messina wurden zerstört. Manche Beobachter schätzen, dass in Messina und dem gegenüberliegenden Reggio gegen 20000 Menschen gestorben sind. Derzeit plant die italienische Regierung, eine Brücke zwischen dem sizilianischen Messina und Reggio di Calabria auf dem Festland zu bauen. Michoacan, Mexiko Huaraz, Peru Izmit, Türkei Gilan, Iran Messina, Sizilien Naturkatastrophen Gg Richter- und Mercalliskala Jahr Epizentrum Anzahl Opfer Faktoren: Mercalli-Skala Die Mercalli-Skala richtet sich nach den Auswirkungen von Erdbeben, die man ohne moderne Geräte spüren oder sehen kann. Versuche, die sieben aufgeführten Stufen in die richtige Reihenfolge zu bringen (Nummern von 1 bis 7; Beginn mit der kleinsten Intensität). Risse im Verputz, Spalten in den Wänden und Schornsteinen vereinzelt von ruhenden Personen wahrgenommen Einstürze bei vielen Gebäuden, Spalten im Boden von vielen wahrgenommen, Geschirr und Fenster klirren hängende Gegenstände pendeln, Schlafende erwachen starke Veränderungen der Erdoberfläche, alle Häuser zerstört an einigen Bauten stürzen Wände und Dächer ein Naturkatastrophen Epi- und Hypozentrum Gg Setze die folgenden Begriffe in die Lücken ein: Messgeräte – Epizentrum – Richter- – Beobachtung Magnitude – Bevölkerungsdichte Energiemengen – Hypozentrum (2mal) – Intensität – verschieben – Bauweise – Mercalli – Energie Bei einem Erdbeben sich zwei Teile der Erdkruste gegeneinander. Dies geschieht so ruckartig, dass dabei gewaltige freigesetzt werden. Der Ort, wo dies passiert, liegt tief unten in der Erdkruste. Er wird in der Fachsprache als bezeichnet. Direkt über diesem Punkt treten an der Erdoberfläche die grössten Zerstörungen auf. Man nennt diese Stelle . Hier treffen die Erdbebenwellen, die sich vom in alle Richtungen ausbreiten, am schnellsten ein. Es gibt zwei gebräuchliche Erdbebenskalen: Die eine Einteilung heisst Skala. Sie beschreibt die Auswirkungen und Schäden, des Erdbebens an einem Ort. Dabei kommt es darauf an, wie weit eine Stadt vom Epizentrum entfernt ist. Neben der einer Gegend spielt auch die der Häuser eine wichtige Rolle. Die zwölf Stufen dieser Skala beschreiben die eines Erdbebens. Die Stufen der -Skala geben die Stärke der Erschütterung an. Sie sagen aus, wie viel das Erdbeben freigesetzt hat. Es kommt hier also nicht darauf an, wie viele Menschen zu Schaden kommen. Die Fachleute bezeichnen die Stufen dieser Skala mit dem Begriff. Mit diesem Wert ist immer die Erdbebenstärke am Epizentrum gemeint. Um die Magnitude zu messen, braucht es empfindliche . Die Intensität eines Erdbebens kann hingegen mit menschlicher bestimmt werden Naturkatastrophen Erdbeben in der Schweiz? Gg