Wie man aus zwei Wellen die Entfernung bestimmt
Ein Erdbeben sendet gleichzeitig verschiedene Wellen aus. Die Kompressionswelle, kurz P-Welle, ist am schnellsten und kommt zuerst an der Messstation an. Die Scherwelle, kurz S-Welle, folgt mit deutlichem Abstand. Je weiter der Herd entfernt ist, desto größer wird diese Zeitlücke, ganz ähnlich wie der Abstand zwischen Blitz und Donner bei einem Gewitter.
Kennt man die beiden Geschwindigkeiten, lässt sich die Entfernung direkt ausrechnen. In der oberen Erdkruste legt die P-Welle im Mittel rund 6 Kilometer pro Sekunde zurück, die S-Welle etwa 3,5 Kilometer pro Sekunde. Daraus folgt die bekannte Faustregel der Seismologie: Jede Sekunde S-P-Zeit entspricht ungefähr 8 Kilometern Entfernung.
Der Rechner liefert zuerst die Entfernung zum Hypozentrum, also zum eigentlichen Bruchpunkt in der Tiefe. Mit einer angenommenen Herdtiefe ergibt sich über den Satz des Pythagoras die Entfernung zum Epizentrum an der Oberfläche. Beide Geschwindigkeiten sind als Eingabefelder offen, damit Sie regionale Werte aus einem Krustenmodell einsetzen können.
Grenzen der einfachen Rechnung
Die Formel setzt voraus, dass beide Wellen auf einem geraden Weg mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufen. Für Nahbeben bis etwa einige Hundert Kilometer ist das eine brauchbare Näherung. Bei größeren Entfernungen tauchen die Wellen tiefer in den Erdmantel ein, wo sie schneller sind, und laufen auf gekrümmten Bahnen. Erdbebendienste nutzen dann Laufzeittabellen wie das Modell IASP91.
Eine einzelne Station kennt nur die Entfernung, nicht die Richtung. Der Herd liegt irgendwo auf einem Kreis um die Station. Erst mit drei oder mehr Stationen schneiden sich die Kreise in einem Punkt, ein Verfahren, das als Triangulation aus dem Schulunterricht bekannt ist. Moderne Netze werten Dutzende Stationen gleichzeitig mit Rechenverfahren aus.
Die Geschwindigkeiten hängen vom Gestein ab. In lockeren Sedimenten sind die Wellen langsamer, in altem Grundgebirge schneller. Das Verhältnis vP zu vS liegt in der Kruste meist bei etwa 1,7 bis 1,8. Schon kleine Änderungen verschieben das Ergebnis um einige Prozent, deshalb zeigt der Rechner zum Vergleich auch die Faustformel mit 8 Kilometern pro Sekunde.
Die Stärke eines Bebens lässt sich aus der Entfernung allein nicht ablesen. Dafür braucht man zusätzlich die Amplitude der Wellen im Seismogramm, wie es der Magnituden-Rechner zeigt. Offizielle Angaben zu Ort, Tiefe und Magnitude veröffentlichen die geologischen Dienste der Länder und internationale Zentren.
Tipps und typische Fehler
Laufzeit auswerten.
- Ablesen: Ersteinsatz genau bestimmen.
- Region: Geschwindigkeiten anpassen.
- Mehrere Stationen: Kreise schneiden.
- Amtlich: Erdbebendienst prüfen.
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Häufige Fragen
Was ist die S-P-Zeit?
Die Zeitspanne zwischen dem Eintreffen der P-Welle und der später ankommenden S-Welle an einer Messstation.
Wie weit ist ein Erdbeben pro Sekunde Differenz entfernt?
Als Faustregel etwa 8 Kilometer je Sekunde, abhängig von den Wellengeschwindigkeiten im Gestein.
Warum braucht man drei Stationen?
Eine Station liefert nur einen Kreis möglicher Orte; erst mehrere Kreise schneiden sich im Epizentrum.
Wie schnell ist eine P-Welle?
In der oberen Erdkruste etwa 5,5 bis 7 Kilometer pro Sekunde, im Erdmantel deutlich schneller.
Kann man Erdbebenwellen spüren, bevor es bebt?
Bei stärkeren Beben spüren Menschen manchmal die schwächere P-Welle als Ruck, bevor die stärkere S-Welle eintrifft.
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