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11
MegabebenMegabeben und Tsunamisund Tsunamis
24.November 200524.November 2005Planetarium ErkrathPlanetarium Erkrath
Öffentlicher VortragÖffentlicher Vortrag
Leiter der Abt. Erdbebengeologie der Universität zu KölnLeiter der Abt. Erdbebengeologie der Universität zu Köln
Priv. Doz. Dr. KlausPriv. Doz. Dr. Klaus--G. HinzenG. Hinzen
InhaltInhalt
•• TektonikTektonik
•• Erdbebenaktiviät im Indischen OzeanErdbebenaktiviät im Indischen Ozean
•• Das Beben am 26.12.2004Das Beben am 26.12.2004
•• Der TsunamiDer Tsunami
•• Das Beben am 28.03.2005 Das Beben am 28.03.2005
••Vergleich mit anderen EreignissenVergleich mit anderen Ereignissen
TektonikTektonik
.
Mosaik der Erdplatten
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
22
Mosaik der Erdplatten
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Erdbeben 1960-1995
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Verteilung der Erdbeben
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Erdbeben und Vulkane
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
moderate: Schäden
great: fast völlige Zerstörung, sehr viele Totemajor: ernsthafte wirtschaftliche Folgen, viele Totestrong: Schäden (Milliarden €), Tote
1098
765432
Magnitude
Anzahl der Erdbeben pro Jahr (ww)1.000.000100.00012.0002.00020020
<13
minor: spürbarlight: kleine Schäden
Roermond (1992)Kobe (1995)
San Francisco (1906)
Chile (1960)
nach iris
Sumatra (2004)
1098
765432
Magnitude
Anzahl der Erdbeben pro Jahr (ww)1.000.000100.00012.0002.00020020
<13
Roermond (1992)Kobe (1995)
San Francisco (1906)
Chile (1960)
nach iris
Sumatra (2004)
9 Jahre 7 Monate
3 Mon. 21 Tage
3 ½ Tage
2 h 40 Min.
5 Min.
9.6 s
0.3 s
0.01 s
0.0003 s
EnergieverbrauchEuropas
33
Rekonstruktion derRekonstruktion derPlattenbewegungen über 150 Mio. JahrePlattenbewegungen über 150 Mio. Jahre
Mantel
Ozeanische Kruste
aseismisch
seismisch
sprödspröd
duktilduktil
MohoMoho
VulkanketteVulkanketteTiefseegrabenTiefseegraben
100 km (3100 km (3--fach ü.)fach ü.)ÜÜ ÜÜ
ÜÜÜÜ
ÜÜÜÜ
ÜÜÜÜ
NNNN
NN NN
NNNNNN
ÜÜ ÜÜÜÜÜÜ
Überschiebung
Abschiebung
SubduktionszoneSubduktionszone
.
Blockierung
Beginn seismischer ZyklusBeginn seismischer Zyklus
abtauchende Indische Platteabtauchende Indische Platte
Eurasische PlatteEurasische Platte
Blockierung
Beginn seismischer ZyklusBeginn seismischer Zyklus
Blockierung
StauchungStauchung
HebungHebung
Interseismischer ZyklusInterseismischer Zyklus
44
BruchBruch
DehnungDehnung
SenkungSenkung
Coseismische BewegungCoseismische Bewegung
Erdbebenaktivität im Erdbebenaktivität im Indischen OzeanIndischen Ozean
Erdbeben und Vulkane
NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio Kartengrundlage: USGS
SMSM
ARAR ININ
AUAU
BB
II
YY
AFAFARARAUAUBBII
ININYY
Afrikanische Platte Afrikanische Platte Arabische PlatteArabische PlatteAustralische PlatteAustralische PlatteBorneoBorneoIndochina Indochina IndischeIndische PlattePlatteYangtze Yangtze
AFAF
SMSM
ARAR
BB
II
YY
Das HauptbebenDas Hauptbebenam 26.12.2004am 26.12.2004
um 00:58 Uhrum 00:58 Uhr
map: www.tectonics.caltech.edu.
S u m a t
r a
S u m a t
r a
Sunda Sunda T
rench
Trench
55
Nachbebenzone
300 km
Gebiet starker Verschiebung(Chen Ji, CalTech)
HerdprozessHerdprozessoderoder
Was Was passierte passierte in in der Erdkrusteder Erdkruste??
http://www.nio.org/jsp/tsunami.jsp
400 km / 320°
Erdoberfläche
Verwerfungsfläche
Herdfläche
Epizentrum
Hypozentrum
N
Streichrichtung
Fallric
htung
D
Herdtiefe
Streichen
Falle
n
Epizentraldistanz
Hypoz
entra
ldista
nz
Standort
aus Meskouris & Hinzen, 2003
t = 0 min 0.0 st = 0 min 0.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
66
t = 0 min 20.0 st = 0 min 20.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
t = 0 min 40.0 st = 0 min 40.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
t = 1 min 0.0 st = 1 min 0.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
t = 1 min 30.0 st = 1 min 30.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
t = 2 min 0.0 st = 2 min 0.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
t = 3 min 0.0 st = 3 min 0.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
77
t = 3 min 20.0 st = 3 min 20.0 s
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech http://www.http://www.geologiegeologie..ensens..frfr
Deformation aus GPS Messungen
Hebung Horizontalverschiebung
Statische (bleibende) Verschiebung an der Oberfläche
max. 5 mmax. 5 m max. 11 mmax. 11 m
www.gps.caltech.edu Chen Ji, Caltech
DerDer TsunamiTsunami
UCSC
88
UCSC www.shoa.cl/servicios
Definition:Definition:Eine Serie laufender OzeanEine Serie laufender Ozean--Wellen mit extremWellen mit extremgroßer Wellenlänge und Periode. großer Wellenlänge und Periode. Im Tiefwasser laufen die Wellen mit z.T. mehr Im Tiefwasser laufen die Wellen mit z.T. mehr als 1000 km/h bei Wellenlängen von 100 km und mehr.als 1000 km/h bei Wellenlängen von 100 km und mehr.Im Flachwasser ist Im Flachwasser ist die die Welle langsamerWelle langsamer,,aberaber dieAmplituden wachsen mitunter dramatischdieAmplituden wachsen mitunter dramatisch..
AusgangssituationAusgangssituation
Verwerfung
Bewegung des MeeresbodensBewegung des Meeresbodens
Hebung
auflaufendes Wasser(Wellenberg)
Erdbeben
Bewegung des MeeresbodensBewegung des Meeresbodens
ablaufendes Wasser(Wellental)
SenkungErdbeben
AusbreitungAusbreitung
d dggkeitGeschwindi ×=
400020001000500200100502010
700500360250160110805035
d (m) v (km/h)d (m) v (km/h)
seimische Welle 28,000 km/hseimische Welle 28,000 km/h
99
ÜberflutungÜberflutung
Überlagerung von Primärwellen
Geschwindigkeitsreduktion
Ankunftszeit (h)
max. Wellenhöhe (cm) max. Wellenhöhe (cm)
DRS, Kyoto Univ.
Sumatra, north-west coast 10-15 m Sri Lanka, east coast 5-10 m India, east coast 5-6 m Andaman Islans >5 m Thailand, Phuket I. 3-5 mKenia 2-3 m
Indian Ocean
Cocos Is. (Keeling) 12 07'S 96 53' E 52 cm
Australia
Hillarys 31 49'S 115 44'E 90 cm
Esperance 33 52'S 121 54'E 80 cm
Portland 38 20'S 141 36'E 85 cm
Spring Bay 42 33'S 147 56'E 60 cm
Port Kembla 34 29'S 150 55'E 50 cm
Rosslyn Bay 23 10'S 150 47'E 25 cm
Pacific Ocean
CALLAO (CHILE) 12.166 S 77,200 W 50 cm
IQUIQUE (CHILE) 20.200 S 70.166 W 19 cm
PAGO PAGO (SAMOA) 14.274 S 170.67 W 13 cm
SUVA (FIJI) 18.133 S 178.43 E 11 cm
PORT VILA (VANUATU) 17.649 S 168.28 E 18 cm
HILO (HAWAII USA) 19.734 N 155.05 W 06 cm
SAN DIEGO (CAL. USA) 32.713 N 117.17 W 22 cm
MANZANILLO (MEXICO) 19.050 N 104.33 W 260 cm
Severo-Kurilsk (Russia) 50.666 S 156.16 E 26 cm USGS
1010
IIIIIIIIIIIIIVIVVVVIVIVIIVIIVIIIVIIIIXIXXXXIXIXIIXII
Tsunami Intensity ScaleTsunami Intensity ScalePapadopoulos and Imamura (2001)Papadopoulos and Imamura (2001)
Not felt. Not felt. Scarcely felt. Scarcely felt. Weak. Weak. Largely observed.Largely observed.Strong. (wave height 1 meter) Strong. (wave height 1 meter) Slightly damaging. (2 m)Slightly damaging. (2 m)Damaging. (4 m) Damaging. (4 m) Heavily damaging. (4 m) Heavily damaging. (4 m) Destructive. (8 m) Destructive. (8 m) Very destructive. (8 m) Very destructive. (8 m) Devastating. (16 m) Devastating. (16 m) Completely devastating. (32 m) Completely devastating. (32 m)
Sumatra coast in AcehLandsat image
10.01.200410.01.2004
Sumatra coast in AcehLandsat image
29.12.200429.12.2004
10.01.200410.01.2004
Kalutara, Sri LankaQuickbird image
01.01.200401.01.2004
Kalutara, Sri LankaQuickbird image
26.12.200426.12.2004
01.01.200401.01.2004
1111
www.backbyrner.com
Banda Aceh
Image Source: DigitalGlobe www.backbyrner.com
Banda Aceh
Image Source: DigitalGlobe
www.backbyrner.com
Banda Aceh
Image Source: DigitalGlobe www.backbyrner.com
Banda Aceh
Image Source: DigitalGlobe
www.backbyrner.com
Banda Aceh
Image Source: DigitalGlobe
Chris Chapman Chris Chapman (Schlumberger Cambrige Research)(Schlumberger Cambrige Research)
EOSEOS Triton Hotel, Sri Lanka 04:05 GMT Triton Hotel, Sri Lanka 04:05 GMT (10:05 Ortszeit)
Als wir mit Frühstücken ferig waren stieg die See langsam um ein paar Meter bis zum Hotelpool und eine sanfte Welle ging durch den Pool und die Lobby
... Ich sagte ..:“Es muß ein Erdbeben im Indischen Ozean gegeben haben.“ Aber ohne Erfahrung nahm ich an es sei klein.
Das Wasser ging langsam auf Normalhöhe zurück und die Hotelmitarbeiter begannen mit dem Aufräumen. Aber das Meer zog sich weiter zurück in den folgenden 20 Minuten.
~7 m~7 m
1212
Chris Chapman Chris Chapman (Schlumberger Cambrige Research)(Schlumberger Cambrige Research)
EOSEOS Triton Hotel, Sri Lanka 04:12 GMT Triton Hotel, Sri Lanka 04:12 GMT (10:12 Ortszeit)
7 Min. später7 Min. später
Um 10:10 Uhr kam die große Welle, vielleicht 7 m über Normalhöhe.
Chris Chapman Chris Chapman (Schlumberger Cambrige Research)(Schlumberger Cambrige Research)
EOSEOS Triton Hotel, Sri Lanka 04:23 GMT Triton Hotel, Sri Lanka 04:23 GMT (10:23 Ortszeit)
11 Min. später11 Min. später
... Nach der großen Welle oszillierte der Meeresspiegel noch für viele Stunden. Die Höhepunkte waren um 09:30, 10:10, 11:10, 11:50, 12:35, 12:55 ... usw.
Pacific Tsunami Warning Center Pacific Tsunami Warning Center (PTWC)(PTWC)
Pacific Tsunami Warning Center (PTWC) Zuständigkeitsbereich in blau
1313
Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis
Sirenen am Strand vonCannon Beach, Oregon
International Tsunami Information Center , Honolulu, Hi 96850-4993 USA
Das Beben vomDas Beben vom28.03.200528.03.2005
MMWW 8.68.6
map: www.tectonics.caltech.edu.
S u m a t
r a
S u m a t
r a
1414
160 km
Warum kein Warum kein Tsunami?Tsunami?
EigenschwingungenEigenschwingungenderder
ErdeErde
www-aix.gsi.de
Stehende WellenStehende Wellen
1. Oberschwingung1. OberschwingungGrundschwingungGrundschwingung 2. Oberschwingung2. Oberschwingung
Registrierung supraleitendes Gravimeter in MembachObservatoire Royal Belgique (M. V. Kamp)
26-12-04 05-01-0531-12-04 10-01-05
red.
Gra
vita
tion
(nm
/s2 )
red.
Gra
vita
tion
(nm
/s2 )
26-12-04 05-01-0531-12-04 10-01-05
Hauptbeben am 26.12.200400:58 Uhr UTC (M 9)
Nachbeben
gezeiten- und luftdruckkorrigiert
26-12-04 05-01-0531-12-04 10-01-05
red.
Gra
vita
tion
(nm
/s2 )
red.
Gra
vita
tion
(nm
/s2 ) Bandpassfilter: 0S0 0S2
Registrierung supraleitendes Gravimeter in MembachObservatoire Royal Belgique (M. V. Kamp)
1515
TsunamisTsunamis
TsunamisTsunamis6100 v.Chr. Storegga (Norwegen)
Serie untermeerischer Hangrutschungen
1650 v.Chr. SantoriniVulkanexplosion (100-150m Welle auf Kreta)
1755 Lissabon BebenBeben, Tsunami und Feuer ca. 1/3 der 275000 Einwohner Portugals sterben
1883 KrakatauVulkanexplosion mit bis zu 40 m hohen Tsunamis
1946 Pazifik TsunamiAleuten Beben, 156 Tote auf Hawaii und in AlaskaAnlaß für die Erreichtung des Tsunami Warndienstes im Pazifik
1960 Chile BebenM 9.5, Wellen im ganzen Pazifik bis 25 m, Welle erreicht Japan nach 22 h
1964 Karfreitagbeben AlaskaM 9.2, 6 m Wellen, 122 Tote
www.ormenlange.comLandsatWikipediaWikipedia
USGS
U.S. Army
Mittelmeer TsunamisMittelmeer TsunamisKatalog 1500Katalog 1500--1990 (297 Ereignisse)1990 (297 Ereignisse)
nach Soloviev et al, 1997
MittelmeerMittelmeerLaufzeiten Beben nördl. KretaLaufzeiten Beben nördl. Kreta
Soloviev et al, 1997
Algerien 21.5.2003 M 6.7Algerien 21.5.2003 M 6.7
dpa
Jose C. BorreroUniversity of Southern California
Tsunami Research group
Simulation Tsunami Algerien Beben 21.5.2003 M 6.7
Mallorca
Menorca
Eivissa
1616
La Catastrofe SismicaLa Catastrofe SismicaCalabro MessineseCalabro Messinese
(1910)(1910)
Danke!Danke!
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