Glossar

Der lokale Untergrund beeinflusst, wie stark die Erschütterungen eines Erdbebens an einem Standort sein werden. Je weicher der Untergrund, desto mehr werden die Erdbebenwellen verstärkt (hohe Amplifikation oder auch Verstärkung) und desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit für Schäden. An Orten mit weichen Sedimenten wie in Tälern und an Seeufern sowie in Teilen des Schweizer Mittellandes können die durch Erdbeben ausgelösten Erschütterungen bis zu zehnmal stärker ausfallen als an einem Standort auf festem Felsen.

Die Amplitude ist die Stärke beziehungsweise Auslenkung einer Schwingung. Sie gibt an, wie hoch die Erdbebenwelle von der Spitze bis zum Tiefpunkt ist.

Wie können wir herausfinden, wie die Erde oder andere Planeten im Inneren aufgebaut sind? Die Temperaturen sind zu heiss, die Drücke zu extrem und die Tiefen zu gross, um herkömmliche Sonden zu verwenden. Durch die Analyse von seismischen Wellen lässt sich jedoch die Struktur eines Planeteninnern gut erforschen. 1929 entdeckte die Seismologin Inge Lehmann nach einem Erdbeben, dass einige P-Wellen an einer Schichtgrenze im Erdkern reflektiert wurden (d. h. abprallten). Sie stellte fest, dass die Erde einen festen inneren und einen flüssigen äusseren Kern haben muss. Ihre Annahme wurde 1970 durch empfindlichere Seismometer bestätigt.

Baunormen zur erdbebengerechten Bauweise sind Regeln, die festlegen, wie Gebäude und andere Bauwerke so geplant und gebaut werden, dass sie bei einem Erdbeben möglichst sicher sind. Sie sorgen dafür, dass die Konstruktionen stabil bleiben, um Schäden und auch Folgeschäden z. B. durch Brände zu begrenzen und Menschenleben zu schützen.

Erdbeben lösen mancherorts Bodenverflüssigungen aus. Durch die Erschütterungen verlieren die Gesteinspartikel des Bodens ihren Zusammenhalt, der Porenraum wird grösser, Wasser kann eindringen und der zuvor feste Untergrund verliert seine Festigkeit. Das Phänomen kann dort auftreten, wo der Boden sehr wassergesättigt und wenig kompakt ist. Betroffen sind daher vor allem Sedimente- und Lockergesteine, wie sie beispielsweise in Talsenken vorkommen. Solche Bodenverflüssigungen wurden in der Schweiz unter anderem 1946 nach dem Erdbeben in Sierre (Magnitude 5.8) beobachtet.

Bei einem Erdbeben verschiebt sich meist nur ein Teilbereich der Verwerfung. Dieser wird als Bruchfläche bezeichnet, in der das Hypozentrum eines Erdbebens liegt. Je grösser eine Bruchfläche im Untergrund ist und je mehr sie sich verschiebt, desto stärker fällt ein Erdbeben aus.

Als Epizentrum bezeichnet man den Punkt, der senkrecht über dem Erdbebenherd an der Erdoberfläche liegt.

Die Erdbebenfrühwarnung hat das Ziel, Menschen oder Maschinen vor Erschütterungen zu warnen, noch bevor diese an einem bestimmten Ort spürbar sind.

Aufgrund der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten von P- und S-Wellen sowie der schnellen Datenübertragung mit Lichtgeschwindigkeit können gefährdete Gebiete ab einer gewissen Entfernung zum Beben gewarnt werden, bevor die Erschütterungen eintreten. Die Vorwarnzeit beträgt dabei in der Regel nur wenige Sekunden.

Siehe Hypozentrum

Bei einem Erdbebenschwarm treten über einen längeren Zeitraum lokal begrenzt zahlreiche Beben auf, ohne dass eine klare Abfolge von Vor-, Haupt- und Nachbeben besteht. In der Schweiz treten Erdbebenschwärme häufig auf, der Schweizerische Erdbebendienst (SED) an der ETH Zürich registriert jedes Jahr mehrere davon. 

Die bei einem Erdbeben freiwerdende Energie läuft in Form von Wellen durch die Erde. Diese verursachen an der Erdoberfläche die als Beben wahrgenommenen Erschütterungen. Erdbebenwellen lassen sich in Raumwellen (P- und S-Wellen/ Primär- und Sekundärwellen) und Oberflächenwellen (Love- und Rayleigh-Wellen) unterteilen. Seismische Messstationen können die Erdbebenwellen registrieren. Durch die Aufzeichnungen an verschiedenen Messstationen und aufgrund der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten der einzelnen Erdbebenwellen können Ort und Zeit eines Erdbebens bestimmt werden.

Die Frequenz steht für die Anzahl Schwingungen pro Sekunde und wird in der Einheit Hertz (Hz) angegeben (1 Hz = 1 m/s). 

1 Schwingung in 1 Sekunde = 1 Herz
4 Schwingungen in 1 Sekunde = 4 Herz

 
Eigenfrequenz: Ist die Frequenz eines Gegenstands, mit der dieser schwingt, nachdem er einmal angestossen wurde. Die Eigenfrequenz eines Gebäudes hängt unter anderem von dessen Bauweise, Materialien und Höhe ab. Typische Gebäude in der Schweiz mit zwei bis drei Stockwerken weisen durchschnittlich eine Eigenfrequenz von 5 Hertz auf. 

Die Erdbebengefährdung gibt an, wie oft und wie stark die Erde an bestimmten Orten in Zukunft beben könnte. Sie basiert auf Kenntnissen der Tektonik und Geologie, Informationen über die Erdbebengeschichte sowie Modellen der Wellenausbreitung.

Sensor, der die Erschütterungen im Boden aufspürt. Ein Geophon wandelt die Bewegung des Bodens in elektrische Spannung um. Im Sensor steckt ein Magnet in einer Spule. Der Magnet ist mit dem Gehäuse und somit dem Boden verbunden. Die Spule ist zusammen mit einem Gewicht (träge Masse) an Federn aufgehängt und umgibt den Magneten, ohne ihn zu berühren. Bewegt sich der Boden, verschiebt sich der Magnet innerhalb der Spule, die in Ruhe bleibt. Dadurch wird in der Spule ein elektrischer Strom erzeugt.

Den Ursprungsort eines Bebens unter der Erde nennt man Erdbebenherd oder Hypozentrum. 

Induzierte Erdbeben sind Erdbeben, die durch menschliche Aktivitäten verursacht werden. Die Ursache von induzierten Erdbeben sind oftmals grössere technische Eingriffe im Untergrund, die Spannungsveränderungen in der Erdkruste auslösen. Beispiele: Erdöl- und Erdgasförderung, Tiefengeothermie oder im Berg- und Tunnelbau.

Die Intensität beschreibt die Stärke eines Bebens basierend auf dessen Auswirkungen auf Gebäude und Infrastrukturen sowie der subjektiven Wahrnehmung der Beobachtenden. Die Intensität eines Bebens ist ortsabhängig und wird bestimmt durch seine Magnitude, die Distanz zum Erdbebenherd und den lokalen Untergrund. Im klassischen Gebrauch werden die römischen Zahlen zwischen I (Beben nicht verspürt) und XII (totale Zerstörung) auf der Europäischen Makroseismischen Skala 1998 (EMS-98) subjektiv bestimmt.

Siehe Bodenverflüssigung

Die Lithosphäre ist die äussere, feste Schicht der Erde, die aus der Erdkruste und dem obersten Teil des Erdmantels besteht. Sie ist etwa 100 Kilometer dick, kann jedoch in Bereichen mit kontinentaler Kruste deutlich dicker sein, während sie in Bereichen mit ozeanischer Kruste dünner ist. Die Lithosphäre spielt eine zentrale Rolle in der Geologie der Erde, da ihre Bewegungen und Wechselwirkungen grundlegende Prozesse wie die Bildung von Gebirgen, die Entstehung von Erdbeben und die Entwicklung von Vulkanen beeinflussen.

Die Magnitude gibt Auskunft über die während eines Bebens freigesetzte Energie. Grundsätzlich gilt: Je grösser die Magnitude eines Erdbebens, desto stärker sind die dadurch ausgelösten Erschütterungen. Im Gegensatz zur Intensität, die je nach Distanz zum Erdbeben und dem lokalen Untergrund unterschiedlich ausfällt, ist die Magnitude ortsunabhängig. Die Magnitude ist ein logarithmischer Wert. Ein Anstieg um eine Magnitude bedeutet ungefähr eine Verdreissigfachung der Energie.

Ein Beben der Magnitude 6 ist also ca. 30-mal stärker als ein Beben der Magnitude 5, und 900-mal (30 mal 30) stärker als ein Beben der Magnitude 4. Anders ausgedrückt: Bei jeder Erhöhung um eine Magnitude von 0.2 verdoppelt sich die Energie bei einem Erdbeben. Ein Beben der Magnitude 3.4 ist also ungefähr doppelt so stark ist wie ein Beben der Magnitude 3.2.

Mikroseismizität beschreibt das Auftreten von kleinen, lokalen Erdbeben (Mikrobeben). Diese Beben sind so schwach, dass sie in der Regel an der Erdoberfläche nicht verspürt werden und nur von sehr empfindlichen Messgeräten aufgezeichnet werden können. Vielen Beben sind sogar so klein, dass sie unterhalb des an der Messstation vorliegenden Hintergrundgeräusches liegen und daher als Signal nicht erkennbar sind. 

Kleinere Erdbeben, die nach dem Hauptbeben und sich entlang derselben Verwerfungslinie abspielen.

Primärwellen (kurz P-Wellen) sind die schnellsten seismischen Wellen, die sich durch feste, flüssige und gasförmige Materialien bewegen. Sie breiten sich aus, indem sie den Untergrund zusammendrücken (komprimieren) und dehnen. Das ist vergleichbar mit der Bewegung eines Regenwurms.

Konvergent: Platten bewegen sich aufeinander zu.
Divergent: Platten bewegen sich voneinander weg.
Transform: Platten bewegen sich aneinander vorbei.

Plattentektonik ist eine wissenschaftliche Theorie, die besagt, dass die äussere Schicht der Erde, die Lithosphäre, in mehrere tektonischen Platten unterteilt ist, die auf der zähflüssigen Asthenosphäre schwimmen. Diese Platten bewegen sich relativ zueinander auf der Erdoberfläche und verursachen eine Vielzahl geologischer Phänomene wie Erdbeben, Vulkanismus, Gebirgsbildung und die Bildung von Meeresbecken. 

Wenn ein Gegenstand, wie zum Beispiel ein Gebäude, von aus-sen durch ein Erdbeben in Schwingung versetzt wird, können die Schwingungen beziehungsweise Amplituden besonders gross ausfallen, wenn die Schwingungen die gleiche Frequenz haben wie die natürliche Schwingung des Gebäudes (Eigenfrequenz). Dieses Phänomen nennt man Resonanz. Je grösser die Resonanz zwischen einem Gebäude und den durch ein Erdbeben ausgelösten Schwingungen ist, desto grösser ist das Risiko für Gebäudeschäden. Bei einer erdbebengerechten Bauweise wird darauf geachtet, dass die Eigenfrequenz des Gebäudes nicht im selben Bereich liegt wie die Frequenz der Erdbebenwellen.

Die erste Magnitudenskala wurde 1935 vom Physiker und Seismologen Charles Richter entwickelt. Auch heute noch wird in der Schweiz die Grösse eines Erdbebens gewöhnlich in Einheiten auf der Richterskala angegeben (Lokalbebenmagnitude). Im Verlauf der Zeit wurde allerdings festgestellt, dass sich die Richterskala nur für Erdbeben in einem bestimmten Magnituden- und Distanzbereich eignet. Bei sehr grossen oder weit entfernten Beben kann sie die freigesetzte Energie nicht korrekt widerspiegeln. Aus diesem Grund wurden weitere Skalen entwickelt wie die Momentmagnitude, Oberflächenwellenmagnitude oder Raumwellenmagnitude, etc.

Der «Ring of Fire» (Feuerring) erstreckt sich entlang der pazifischen Küstenlinien von Nord- und Südamerika über den Pazifischen Ozean bis nach Ostasien und Ozeanien. Diese pazifischen Küstenlinien sind bekannt für ihre hohe seismische und vulkanische Aktivität. Einige der stärksten Erdbeben der Geschichte haben sich an diesen Plattengrenzen ereignet.

Das Erdbebenrisiko beschreibt die Auswirkungen von Erdbeben auf Gebäude sowie die damit verbundenen finanziellen und menschlichen Verluste. Für die Berechnung des Erdbebenrisikos werden in einem Modell Informationen zur Erdbebengefährdung, zum Einfluss des lokalen Untergrunds, zur Verletzbarkeit von Gebäuden sowie zu den betroffenen Personen und Werten kombiniert. 

Schnelle Schadensabschätzungen informieren die Bevölkerung und Einsatzkräfte bei weiträumig spürbaren oder schadenbringenden Beben über die zu erwartenden Folgen. Nach einem schweren Erdbeben müssen sich die Einsatzkräfte rasch ein Bild der Lage verschaffen, um ihre Ressourcen bestmöglich einsetzen zu können. Schnelle Schadensabschätzungen unterstützen diesen Prozess, insbesondere in den ersten Stunden nach einem Beben, wenn nur begrenzte oder unvollständige Informationen aus dem betroffenen Gebiet vorliegen.

In Seen entstehen Tsunamis also vor allem durch Bergstürze und Über- oder Unterwasserrutschungen, die oft aber nicht zwingend durch ein Erdbeben ausgelöst wurden.

Mehr als 200 vom Schweizerischen Erdbebendienst betriebene seismische Stationen überwachen die Erdbebenaktivität in der Schweiz und ihren Nachbarländern in Echtzeit. Diese Stationen sind über das gesamte Land verteilt und an verschiedenen Orten, unter anderem in Höhlen, Tunneln und sogar in Bohrlöchern installiert. 

Seismizität bezeichnet die Häufigkeit, Verteilung und Stärke von Erdbeben in einer bestimmten geographischen Region über einen bestimmten Zeitraum. Sie ist ein Mass für die Aktivität und Intensität seismischer Ereignisse und gibt Aufschluss über das Erdbebenrisiko in einem Gebiet. Seismizität wird durch seismologische Untersuchungen und Aufzeichnungen von Erdbebenaktivitäten erfasst und analysiert.

Ein Seismograf ist ein Instrument zur Aufzeichnung von seismischen Bewegungen, insbesondere von Erdbeben. Es besteht aus einem Seismometer, das die Bewegung misst, und einem Aufzeichnungsmechanismus, der die Bewegung aufzeichnet und darstellt. 

Ein Seismogramm ist eine Aufzeichnung der Bodenbewegungen, die von einem Seismometer erfasst werden. Da die Bewegung an einer Station während der Dauer eines Bebens nicht gleichförmig ist, erhält man ein wellenförmiges Diagramm mit unterschiedlichen Wellenlängen und Amplituden. Aus einer Vielzahl solcher Diagramme lassen sich die bei dem Beben freigewordene Energie (Magnitude) sowie die Lage des Erdbebenherdes (Hypozentrum) bestimmen.

Standorteffekte beschreiben, warum Erdbeben an verschiedenen Orten unterschiedlich stark zu spüren sind. Das hängt da-von ab, wie der Boden und die Landschaft in einem Gebiet auf-gebaut sind. Hier ein paar Beispiele:

1. Bodentyp: Lockere Bodentypen wie Sand und Kies können seismische Wellen verstärken, während feste, kompakte Böden wie Felsen die Wellen eher abschwächen, indem sie reflektiert und abgelenkt werden.
2. Topografie (Landschaft): In tiefen Tälern können sich seismische Wellen stauen und verstärken, was zu stärkeren Bodenbewegungen führt. Dieses Phänomen nennt man «Talverstärkung».
3. Wasser im Boden: Wenn der Grundwasserspiegel hoch ist, wird der Boden weniger stabil und die Schäden können grösser sein. Ein niedriger Grundwasserspiegel macht den Boden stabiler und die Schäden somit oft kleiner.