Aus der Geschichte über die Intensität von Erdbeben lernen

Im Lauf der Geschichte haben sich viele Gelehrte mit Erdbeben beschäftigt und zur Entwicklung mehrerer Mess- bzw. Beschreibungsmöglichkeiten eines Erdbebens beigetragen.

Fiktive Darstellung des Erdbebens in Basel im Jahr 1356, aus dem 16.Jhdt., Sebastian Münster. Bild: seismo.ethz.ch

Erdbeben haben die Menschheit seit Anbeginn der Zeit erschreckt und beschäftigt. Um eine Erklärung zu finden, gaben verschiedene alte Zivilisationen den Erdbeben mithilfe von Mythologien und Legenden hübsche Interpretationen, die heute allerdings mehr als komisch erscheinen: Die Erde ruhe auf einem Drachen, einer Schildkröte, auf den Schultern eines griechischen Giganten, und sei somit ständig in Bewegung… oder es sei gar das Baby von Mutter Erde, das sich in deren Bauch bewegt, das die Erdbeben auslöst!

Seit dem antiken Griechenland suchten Wissenschaftler lange Zeit erfolglos nach Erklärungen für das Phänomen. Als man jedoch begann, Erdbeben zu studieren, zu erfassen, zu klassifizieren und schlussendlich zu „messen“, war dies die Geburt der Seismologie – der Wissenschaft der Erdbeben.

Ein Schweizer Gelehrter unter den Pionieren der Seismologie

François-Alphonse Forel war ein Wissenschaftler aus Morges, der sich, wie viele Gelehrte in der Vergangenheit, für verschiedene Wissenschaften interessierte. Er verfügte sogar über eine medizinische Ausbildung! Heute ist er vor allem in der Limnologie – der Seenforschung – ein Begriff, da er diese wissenschaftliche Disziplin begründete.

1855, im Alter von 14 Jahren, erlebte er ein Erdbeben, das die Region um Viège (VS) in Mitleidenschaft zog. Dieses Ereignis war in der ganzen Schweiz bis hin zu Gênes, Lyon und im südlichen Deutschland spürbar. Dies gab ihm die Idee, einen Seismografen zu entwickeln. Der Versuch war jedoch nicht überzeugend. Von 1880 bis 1881 gab es eine neue Reihe von Erdbeben, die im Chablais und um den Genfersee deutlich spürbar waren. Der Gelehrte machte sich daran, diese systematisch zu klassifizieren.

Die erste Skala zur Ermittlung der Intensität von Erdbeben

Forel beobachtete die Auswirkungen der Erdbeben auf die Menschen, die Natur und die Bauten, und ordnete sie ein. Dafür definierte er eine Skala, die Intensitätsskala genannt wird. Die Intensität I zum Beispiel steht für ein Erdbeben, das von den Menschen nicht spürbar ist, VI bewirkt den Umsturz beweglicher Gegenstände, Risse in Wänden oder Hausdecken. Die Skala hat zehn Abstufungen von I bis X, bei X stürzen auch Häuser mit robuster Konstruktion ein.

Ungefähr zur selben Zeit setzte sich auch der italienische Graf von Rossi mit diesem Problem auseinander und 1883 publizierten die beiden ihre Skala unter dem Namen Rossi-Forel. Zu dieser Zeit gab es zwar keine Religionskriege mehr, jedoch bestand noch immer grosse Rivalität zwischen Katholiken und Protestanten. Die Tatsache, dass der Graf von Rossi, ein Katholik, und Dr. Forel, ein Protestant, ihre Skala gemeinsam veröffentlichten, vereinfachte deren Akzeptanz in den beiden Ländern. Diese Intensitätsskala wurde in der Schweiz von den Seismologen bis ungefähr 1960 verwendet.

Makroseismische Skala der Intensität

Makroseismische Skala der Intensität. Bild: edusismo.org

Die Entwicklung der Intensitätsskalen

Gleichzeitig und auch später gab es weitere Skalen dieses Typs. Die bekannteste ist die Skala von Mercalli, welche auch heute noch in einer veränderten Form in den USA verwendet wird. Die Japaner haben ebenfalls ihre eigene Skala. Die Skalen werden nämlich dem lokalen Baustil angepasst.

Momentan wird in Europa, einschliesslich der Schweiz, die Skala EMS 98 genutzt; die Europäische Makroseismische Skala, publiziert 1998. Diese Skala zählt 12 Stufen. Die Beschreibung der Skala wird in einem kleinen Buch von knapp 100 (!) Seiten ausführlich dargelegt. Warum so viele Seiten? Weil die Aussage „infolge des Erdbebens haben wenige Häuser des Dorfes Schäden erlitten“ sehr ungenau ist. Es sind mehr Informationen nötig, um ein Erdbeben genau zu beschreiben:

  • Wie viel sind wenige? 5 %, 10 %, 20 % aller Häuser des Dorfes?
  • Welche Häuser? Die Hütten, die Backsteinhäuser, die Betonbauten?
  • Welche Schäden? Risse, beschädigte Mauern, oder sind ganze Stockwerke eingestürzt?

Wozu sich für vergangene Erdbeben interessieren?

Von Erdbeben betroffene Regionen sind auch künftig erdbebengefährdet. Sehr starke Erdbeben treten allerdings nicht häufig auf. Im Wallis gibt es nur alle 100 Jahre ein Erdbeben. Das letzte zerstörerische Erdbeben in Basel trat 1356 auf.

Aus diesem Grund versuchen die Seismologen mithilfe der Geologen die lokale Tektonik zu verstehen und Verwerfungszonen zu finden, um erdbebengefährdete Regionen ausfindig zu machen. Sie arbeiten ausserdem eng mit Historikern zusammen, um vergangene Erdbeben in einer gegebenen Region zu erfassen und zu studieren. Genaue Informationen über diese Erdbeben stammen aus Archivsammlungen, Zeitschriften, Briefen, Kirchenregistern usw.

Und die Richterskala?

Obwohl Zhang Heng in China bereits im zweiten Jahrhundert ein Seismoskop erfand, ein geniales Werkzeug, das Erdbeben nachweisen konnte, beschränkte sich die Seismologie bis ins zwanzigste Jahrhundert auf die Beschreibung von Erdbeben. Geräte, die es erlaubten, Erdbeben zu messen, stammen aus dem Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts und erst 1935 entwickelte der kalifornische Forscher Charles Richter eine Methode um die Magnitude eines Erdbebens zu erfassen. Die Magnitude ist ein Ausdruck für die Energie, die ein Erdstoss freisetzt. Eine Erhöhung der Magnitude um 1 entspricht einer um 32 Mal grösserer Energiemenge, die freigesetzt wird! Im Gegensatz zur einer Intensitätsskala ist die Richter-Skala nach oben oder unten nicht limitiert. Erdbeben mit einer Magnitude über 9.5 sind jedoch bisher nie registriert worden. Erdbeben mit einer Magnitude kleiner als 3 werden selten gespürt.

Verschiedene Typen von Skalen

Gibt eine Skala die Magnitude an (z.B. Richter-Skala), dann misst sie direkt die Stärke eines Erdbebens (mittels Seismographen). Gibt die Skala dagegen die Intensität an (z.B. EMS 89), dann beschreibt sie die Auswirkungen, die ein Erdbeben auf Menschen, Bauten und der Landschaft hat. In den Nachrichten wird meistens der Richter-Wert angegeben.

Wenn du ein Erdbeben spürst, kannst du deine Informationen dem Schweizerischen Erdbebendienst mitteilen.

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