Klimawandel

Das weltweite Klima befindet sich im Wandel. Die Ursachen und ihre Auswirkung werden immer weiter erforscht, und die Wissenschaft kommt zu neuen Erkenntnissen.

Unter dem Thema "Klima - GA" stellte der General-Anzeiger seit April 2007 in lockerer Folge ausgewählte Artikel vor. Von einer deutschen Behördenallianz für Extremwetter über die Eisschmelze in der Arktis bis zur Rolle des Wasserdampfs beim Treibhauseffekt: hier gibt es alle wesentlichen Informationen rund um das Thema Klimawandel.

Für einen besseren Überblick erscheinen die Artikel in vier Rubriken:

• unter Klimawissen finden Sie Hintergrundartikel zu einem Kernthema und viele Informationen zu Begriffen und Entwicklungen
• unter Klima weltweit können Sie Beiträge zum Klimawandel in anderen Ländern lesen - das Klima global betrachtet
• unter Klima vor Ort gibt es Wissenswertes vor allem aus Bonn und der Region
• unter Klima praktisch erhalten Sie Tipps für umweltfreundliches Verhalten
• eine Bilddokumentation zeigt den weltweiten Klimawandel in Bildern.

Viel Spaß beim informativen Stöbern!

Aktuelle Erdaktivitäten in der Region

Aktuelle Erdbeben (Tabelle)
Aktuelle Erdbeben (Karte)

Die Seiten der Erdbebenstation Bensberg öffnen sich in einem neuen Fenster

Erdbeben, was ist das?

Plötzlich wankt alles, das Dachgestühl ächzt hin und her, es knirscht unter den Dachpfannen, Gläser stoßen aneinander und klirren im Schrank, man wacht auf und fragt sich benommen: "Geschieht das wirklich oder bin ich noch in einem schlimmen Traum?" Wer einmal ein Erdbeben erlebt hat, bekommt Respekt vor den Urgewalten - und fragt sich, wie es eigentlich zu dermaßen starken Erschütterungen kommt.

Nicht nur in Kalifornien und in gefährdeten Regionen Chinas und Japans bebt die Erde, auch in unseren Breiten zeigt sich das Phänomen von Zeit zu Zeit recht heftig. So riss am frühen Morgen des 13. April 1992 ein Beben die Niederrheiner unsanft aus dem Schlaf. Es hatte sein Epizentrum nahe der niederländischen Stadt Roermond und war mit einem Wert von 5,9 auf der Richterskala das stärkste in Mitteleuropa seit dem Jahre 1756. Ausläufer waren noch in London und München zu spüren.

Wie entsteht überhaupt ein Erdbeben? In der Regel bebt die Erde, wenn an den Grenzen von Erdplatten oder Bruchzonen im Inneren der Platten starke Deformationskräfte so lange gearbeitet haben, bis sich aufgestaute Spannungsenergie in Form seismischer Wellen freisetzt.

Die kalte und feste Schale der Erde, Lithosphäre genannt, teilt sich in ein Dutzend unterschiedlich große Platten. Sie bewegen sich im oberen Erdmantel auf der plastischen, heißen Asthenosphäre. Die Strömungen im flüssigen Gestein des Erdinneren treiben die Platten an, so dass sie aneinander vorbeigleiten wollen, auf Kollisionskurs gehen oder zu reißen drohen.

An den Grenzen und Störungsflächen der Platten treten enorme Reibungskräfte auf, die die Verschiebung zunächst stoppen und statt dessen für gewaltige Verformungen und Stauchungen sorgen. Dieser Prozess kann Jahrzehnte dauern. Eines Tages ist die Spannung allerdings so groß, dass die Erdkruste bricht und die Plattenränder sich ruckartig verschieben. Die Energie wird dabei vor allem als Reibungswärme freigesetzt, während nur ein kleiner Teil zu seismischer Energie wird und sich als Erd- oder Seebebenwellen ausbreitet. Die Bruchzonen selbst können durchaus mehrere hundert Kilometer lang sein.

Beben im Rheinland

Anders als in Kalifornien oder Japan stoßen in Mitteleuropa keine Lithosphärenplatten zusammen. Die Spannungen resultieren hier aus der Bewegung der afrikanischen Platte, die nach Norden driftet und Italien gegen die europäische Platte drückt. So entstanden die Alpen, so kommt es auch weiterhin zu Druck- und Zugspannungen in der Erdkruste, die Gesteine im Untergrund brechen lassen.

Aufgrund solcher Spannungen sinkt die Niederrheinische Bucht ab. Im Mittelteil der Bucht liegen rund einen Kilometer tief die festen Gesteine des Rheinischen Schiefergebirges, auf denen sich im Laufe von Jahrmillionen Sedimente abgelagert haben.

Tektonische Störungen in diesen Schichten führen immer wieder zu Verschiebungen, so dass es auch im Rheinland und seinen benachbarten Regionen schon zu tausenden von Beben gekommen ist.

Von den tektonischen Beben unterscheidet die Geologie vulkanische und Einsturzbeben. Die eher schwächeren Erdbeben vulkanischen Ursprungs kündigen bevorstehende Vulkanausbrüche an und ermöglichen so eine rechtzeitige Evakuierung.

Natürlich führt auch der Mensch durch seine Eingriffe in die Natur leichte Beben herbei: im Bergbau und bei der Ölförderung, durch den Bau von Talsperren, das Einpressen von Flüssigkeiten in die Erdkruste oder durch Explosionen wie bei unterirdischen Atomtests. Selbst nach einer kleinen Sprengung wie der des legendären Kaiserbaus in Troisdorf-Sieglar am 13. Mai 2001 registrierten die Seismographen hier zu Lande immerhin noch einen Wert von 1,5 auf der Richterskala.

Was ist die Intensität eines Erdbebens?

Es gibt in der Erdbebenforschung zwei Skalen, um die Erdbeben bzw. die Erdbebenerschütterungen nach ihrer Stärke zu klassifizieren. Beide werden oft verwechselt.

1. Intensität

Die Intensitätsskala klassifiziert die der Erschütterungen/Schwingungen an einem beliebigen Ort nach der Art der Erschütterungswahrnehmungen durch Menschen und den Grad der Erdbebenschäden. Diese Intensitätsskala (manchmal auch nach ihren Autoren abgekürzt als MSK oder MM bzw. (die neueste Version für Europa) EMS98 bezeichnet, unterteilt die Erdbeben in 12 Klassen.

Wenn diese Erschütterungen nicht in einer beliebigen Entfernung vom Erdbebenherd, sondern direkt über diesem, im sogenannten Epizentrum, gemeint sind, dann spricht man von der sogenannten Epizentralintensität I0. Sie ist in der Regel die größte bei einem Beben beobachtete Intensität.

Die Erdbebenintensitätsskale ist vergleichbar mit der Windstärkeskala nach Beaufort, die ebenfalls 12 Klassen hat - von Windstille bis zum verheerenden Orkan. Die Klassifizierung erfolgt dort ebenfalls nach den Wahrnehmungen (z.B. dünne Zweige bewegen sich im Wind, Bäume schwanken im Wind, Dächer werden abgedeckt, Bäume entwurzelt, Brandungswellen bzw. Wellen auf hoher See von bestimmter Kammhöhe etc.).

2. Magnitude

Ganz anders verhält es sich mit der sogenannten Richterskala, auch Magnitudenskala genannt. Sie wurde erstmalig 1935 von Prof. Richter in Kalifornien vorgeschlagen und existiert heute in vielen Modifikationen. Die Magnitude ist ein Maß für die gesamte beim Beben freigesetzte seismische Schwingungsenergie. Der zweite wesentliche Unterschied im Vergleich zur Intensität I ist, daß die Magnitude nicht auf Erschütterungs- und Schadensberichten durch Menschen, d.h. nicht auf subjektiven Wahrnehmungen beruht, sondern sich auf instrumentelle Registrierungen der tatsächlich gemessenen Geschwindigkeit der Bodenschwingungen gründet.

Die Messungen erfolgen mit Seismographen. Erdbeben senden verschiedene Wellentypen aus. Da die Abnahme der Schwingungsamplituden mit der Entfernung in Abhängigkeit von der Art des beobachteten Wellentypes korrigiert wird, müsste theoretisch der an jeder seismologischen Station der Erde für ein bestimmtes Beben ermittelte Magnitudenwert identisch sein.

Die Erde ist aber in ihrer Struktur nicht ganz gleichmäßig aufgebaut, die Dämpfung der Erdbebenwellen ist auch von der Art und Temperatur der Gesteine abhängig und zudem strahlt ein Erdbebenherd die Energie ungleichmäßig in verschiedene Richtungen aus. Deshalb können sich die von einzelnen Stationen berechneten Magnitudenwerte sehr wohl um ± 0,5 Magnitudeneinheiten unterscheiden. Das erklärt auch die Abweichungen mancher Magnitudenangaben, die in denMedien unmittelbar nach einem Erdbeben bekannt werden, da diese Werte zumeist nur auf den Beobachtungen einer einzigen oder nur weniger Stationen beruhen. Später werden dann mittlere Magnitudenwerte aus Messungen vieler, weltweit verteilter Stationen angegeben, die zuverlässiger sind.

Die Stärke der Erdbebenschwingungen ist sehr verschieden. Mit empfindlichen Seismographen können heute noch Schwingungen von weniger als einmillionstel Millimeter (das sind Größenordnungen von Atom- und Molekühldurchmessern) aufgezeichnet werden. Im Vergleich können bei den stärksten Erdbeben bleibende Verschiebungen des Bodens von über 10 m auftreten, d.h. über 10 milliardenfach stärker als die Bodenbewegungen bei den schwächsten noch registrierbaren Erdbeben.

Da man das in normalen (natürlichen) Zahlen nicht mehr übersichtlich darstellen kann, werden Erdbebenmagnituden nach einer sogenannten logarithmischen Skala angegeben, d.h. log 10 = 1 und log 109 = log 1000 000 000 (1 Milliarde) = 9. Wenn sich also die Magnitude eines Bebens um 1 ändert (vergrößert oder verkleinert), dann war die entsprechende Geschwindigkeit der Bodenschwingungen zehnmal größer oder kleiner.

Anhand einer von den amerikanischen Seismologen Gutenberg und Richter schon 1956 angegebenen Beziehung zwischen der seismischen Schwingungsenergie Es und der aus Oberflächenwellen ermittelten Magnitude Ms gilt:

log Es = 1,5 Ms + 4,8 (in Joule)

Dementsprechend wächst Es pro Magnitudeneinheit um das 31,6fache an. Oder, am konkreten Beispiel erläutert: Ein Beben der Magnitude 7 setzt etwa 1000mal mehr Erschütterungsenergie frei als ein Beben der Magnitude 5.

Bezogen auf die Analogie der Windstärkemessungen sind Magnitudenbestimmungen vergleichbar mit instrumentellen Messungen der Windgeschwindigkeit mittels Drehschaufelkreuz-Anemometer.

Anmerkungen zur Richterskala

1. In der Presse wird oft von der "nach oben offenen Richterskala" gesprochen. Das suggeriert, daß Erdbeben der Magnitude 100 bzw. 1000 oder gar unendlich möglich wären. Das ist aber physikalisch unsinnig.

Zwar hat Prof. Richter von sich aus keine obere Grenze, wie z.B. bei der 12-teiligen Intensitätsskala, festgesetzt, die Natur selbst aber setzt der Magnitude von Erdbeben Grenzen. Erdbeben können nur in der spröden Gesteinsschicht, nicht aber im zähflüssigen Teil des Erdmantels oder gar des flüssigen Erdkerns auftreten.

Bei dem stärksten Erdbeben im 20. Jahrhundert, 1960 in Chile, ist die Erdkruste in ihrer ganzen Dicke von etwa 40 km auf einer Länge von fast 1000 km aufgerissen und hat sich bis um etwa 10 m verschoben. Dem entsprach eine Magnitude M = 9,5 bis 10. Und mehr ist praktisch nicht möglich, als daß ein ganzer Kontinent aufreißt. Bei einem Erdbeben der Magnitude 100 würde die ganze Erde auseinanderbrechen, falls sie als Ganzes fest und spröde wäre.

2. Prof. Richter hatte seinerzeit die Magnitude 0 auf einen Wert der Bodenschwingung bezogen, der ihm als der kleinstmögliche jemals meßbare Wert erschien. Mit modernen elektronischen Seismographen können heute sogar über 1000 mal kleinere Bodenbewegungen als in den dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts gemessen werden.

Das bedeutet aber, daß sehr schwache, heute ganz lokal gerade noch meßbare Erdbeben negative Magnituden (bis etwa -2 bis -3) haben können. Diese Erdbeben haben aber nicht „negative“ Energie, sondern sind nur sehr viel schwächer als ursprünglich für die schwächsten meßbaren Beben angenommen.

Quelle: GeoForschungsZentrum Potsdam in der Helmholtz-Gemeinschaft.

Weitere Informationen unter www.gfz-potsdam.de

Was tun bei und nach einem Erdbeben?

Im Grunde genommen kann man bei heftigen Erdstößen wenig tun, da die Beben naturgemäß ohne Vorankündigung kommen. Grundsätzlich sollte jedoch - soweit irgend möglich - Ruhe bewahrt werden.

Während eines Erdbebens

• Das GeoForschungsZentrum Potsdam empfiehlt in einem Merkblatt unter anderem, dass im Haus weilende Personen sofort Schutz unter einem schweren, stabilen Möbelstück (z. B. Tisch) suchen und sich daran festhalten sollten, solange die Erschütterung dauert. Kopf und Gesicht am besten mit verschränkten Armen schützen. Bleiben Sie im Haus, solange die Erdbebenerschütterungen anhalten.
• Schon im Freien befindliche Personen sollten dort bleiben und schnellstmöglich einen freien Platz, entfernt von Gebäuden, Straßenlampen und Versorgungsleitungen aufsuchen, um nicht durch herabfallende Bauteile, wie Dachziegel, Schornsteine, Balustraden oder Leitungen gefährdet zu werden. Bleiben Sie dort, bis die Erschütterungen abgeklungen sind.
• Autofahrer sollten das Fahrzeug sofort an den Straßenrand steuern, weg von Gebäuden, Bäumen, Überführungen und Versorgungsleitungen. Alle Personen sollten im Fahrzeug bleiben, solange die Erschütterungen anhalten.

Nach einem Erdbeben

• Offene Feuer löschen, verschüttete giftige oder brennbare Flüssigkeiten beseitigen, den elektrischen Strom mit dem Hauptschalter ausschalten und die Haupthähne von Gas und Wasser schließen.
• Helfen Sie verwundeten oder verschütteten Personen mit größter Umsicht. Wenn möglich, gewähren Sie erste Hilfe.
• Es sollten keine beschädigten Gebäude betreten werden und wenn, dann nur in Begleitung von Rettungskräften und mit Schutzhelm. Kehren Sie erst nach Hause zurück, wenn durch Behörden die Sicherheit bestätigt wird.
• Um Rettungs- und Hilfsaktionen nicht durch eine Überlastung der Telefonverbindungen bzw. der Straßen und Zufahrtswege zu gefährden, sollten Telefon und Auto nur in dringendsten Notfällen benutzt werden.
• Schalten Sie Ihr Radio ein und verfolgen Sie die Meldungen des Katastrophendienstes.