Erdbeben – wenn die Erde erzittert

Thema dieses Films ist die Entstehung von Erdbeben. Immer wieder erreichen uns Nachrichten von Erdbeben, die ganze Landstriche verwüsten, so wie 2015 in Nepal. Über 8.000 Menschen verloren bei dieser Naturkatastrophe ihr Leben, zig Tausende Häuser und Bauwerke wurden zerstört. Auch in Europa bebt die Erde regelmäßig, allein in Deutschland über 100 Mal im Jahr. Allerdings sind dies fast ausschließlich kleine Beben, die keine größeren Schaden hinterlassen. Aber warum gibt es überhaupt Erdbeben? Welche Kraft ist groß genug, die feste Erdoberfläche durchzurütteln? Um das zu verstehen, müssen wir uns den Aufbau unserer Erde etwas genauer anschauen. Den kann man sich vereinfacht so vorstellen wie einen Pfirsich. In der Mitte befindet sich ein Kern. Bei der Erde ist dies der größtenteils aus Eisen bestehende Erdkern. Dem Fruchtfleisch des Pfirsichs entspricht dann der Erdmantel. Er besteht aus festem, manchmal auch zähflüssigem Gestein. Ganz außen gibt es dann wie beim Pfirsich eine vergleichsweise dünne Schale. Das ist die Erdkruste, auf der wir alle leben. Sie ist nur 35 Kilometer dick, besteht aus festem Gestein und setzt sich aus vielen verschiedenen Platten zusammen. Da sich der Erdmantel über große Zeiträume hinweg bewegt, sind auch die Platten der Erdkruste in ständiger Bewegung. Die Bereiche an den Rändern der Erdplatten nennt man Plattengrenzen. Es gibt drei verschiedene Arten von Plattengrenzen. Bewegen sich die Erdplatten voneinander weg, spricht man von divergierenden Plattengrenzen. Reiben sich zwei Platten seitlich aneinander, sind dies Transformgrenzen. Und wo sich Erdplatten aufeinander zu bewegen, haben wir es mit konvergierenden Plattengrenzen zu tun. Die erdbebengefährdeten Regionen der Erde liegen vor allem an Transformgrenzen und konvergierenden Plattengrenzen. Was Erdbeben aber verursacht, kann man am besten an divergierenden Plattengrenzen beobachten. Hier werden zwei Erdplatten voneinander weggeschoben, und zwar von rotierenden Strömen aus zähflüssigem Gestein, die Konvektionsströme genannt werden. In ihnen steigen heiße Gesteinsmassen aus der Nähe des Erdkerns nach oben. Gleichzeitig bewegt sich kälteres Gestein von oben nach unten. Eine Art Minikonvektionsstrom kann man in der sogenannten Lavalampe beobachten. Bei dieser wird eine zähflüssige Masse durch eine Glühbirne am Boden der Lampe erwärmt. Dadurch steigt erhitzte Masse nach oben. Gleichzeitig kühlt die Masse im oberen Bereich der Lampe ab und sinkt wieder nach unten. Bei den echten Konvektionsströmen in der Erde dringt geschmolzene Gesteinsmasse, das Magma, in die neu entstandenen Lücken zwischen den Platten. Dort kühlt sie ab und erstarrt. Dieses Auseinanderschieben von zwei Erdplatten führt nun dazu, dass sich die Erdkruste an anderen Plattengrenzen aneinander reibt. An den Transformgrenzen verschieben sich zum Beispiel zwei Erdplatten seitlich gegeneinander. Wenn sich die beiden Platten dabei verhaken, wird eine gewaltige Spannung aufgebaut. Löst sich diese Spannung dann irgendwann auf einen Schlag, bewegen sich die Erdplatten plötzlich ruckartig. Ein Erdbeben ist entstanden, bei dem alles, was sich auf der Erdoberfläche befindet, zu schwanken beginnt. Dabei können auch große Risse im Boden entstehen oder Erdmassen übereinander geschoben werden. Etwas anders verläuft die Entstehung von Erdbeben an den konvergierenden Plattengrenzen. Hier gibt es oft sogenannte Subduktionszonen, in denen sich eine Erdplatte unter eine andere schiebt. Zumeist taucht eine schwere von Meer bedeckte Erdplatte, auch ozeanische Kruste genannt, unter eine leichtere kontinentale Kruste. Das ist eine Erdplatte, die nur an den Küsten von Wasser bedeckt ist. Auch dabei können sich die beiden Platten verhaken. Die kontinentale Erdkruste wird mit nach unten gezogen und es baut sich Spannung auf. Wenn sich diese schlagartig löst, schnellt die kontinentale Kruste förmlich nach oben. Von dem so entstandenen Erdbeben werden insbesondere die Küstenregionen an Land betroffen. Noch schlimmer als die direkten Schäden durch ein Erdbeben an Subduktionszonen können dessen indirekte Folgen sein. Da die Plattengrenze an einer Subduktionszone mit Wasser bedeckt ist, wird auch dieses angehoben, wenn die kontinentale Kruste sich nach oben bewegt. Dadurch entstehen mächtige Wellen, die sich über ganze Ozeane hinweg ausbreiten. Auf offener See sind diese Wellen manchmal kaum zu erkennen, da Wellental und Wellenkamm weit auseinanderliegen. Treffen die Wellen jedoch auf flache Uferbereiche, werden sie gewissermaßen zusammengedrückt. Dadurch türmen sich riesige Flutwellen auf. Man spricht dann von einem Tsunami. Durch Tsunamis sind also nicht nur Küsten in der Nähe der Subduktionszone, sondern auch in weit entfernten Regionen betroffen. So richtete das Beben vor der Halbinsel Sumatra im Jahr 2004 schwere Verwüstungen auch Tausende Kilometer weit weg an: an den Küsten Thailands, Sri Lankas, Indiens und selbst Somalias. Vor den Folgen von Erdbeben und Tsunamis gibt es kaum einen Schutz. Warum liegen dann aber große Städte wie San Francisco oder Tokio in erdbebengefährdeten Gebieten? Das hängt damit zusammen, dass schwere Erdbeben meist nur in großen zeitlichen Abständen auftreten. Früher konnten die Menschen daher die Regelmäßigkeit dieser Naturereignisse und die Gefahr für ihre Städte einfach nicht erkennen. Früh genug vorhergesagt werden können Erdbeben sogar bis heute nicht. Andere Erdbewohner scheinen einen Schritt weiter zu sein. Es wurde beobachtet, dass sich einige Tierarten schon Tage vor einem Beben auffällig verhielten. Forscher versuchen, Frühwarnsysteme zu entwickeln, die sich diesen sechsten Sinn der Tiere zunutze machen. Vielleicht wird also eines Tages die Hügel bauende Waldameise dem Menschen helfen, bedrohte Erdbebengebiete rechtzeitig zu evakuieren.