Benutzer:Sme/Herdflächenlösung

Lösungsverfahren in der Geophysik/Geologie bzw. der Erdbebenforschung.

ACHTUNG: Dieser Artikel ist eine Sammlung von Material bzw. ein sehr grober Entwurf.

Zu klärende Begriffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

"Beach Ball", deren verschiedene Betrachtungsweisen, Herdfläche, Bruchtypen, Schmidt`sches Netz (Projektion)

(Entwurf:) Bausteine / Material[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

http://www.geophysik.uni-kiel.de/~sabine/DieErde/Werkzeuge/Geophysik/M6-Seismologie/8Herdflaechenloesung/Herdflaechen.htm[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weiter oben ist bereits die Reidschen Scherbruchhypothese Reidsche Scherbruch-Hypothese (elastic rebound theory) erwähnt worden. Danach sammeln sich in der Kruste elastische Spannungen so lange an, bis an einem bereits geschwächten Bereich, die Bruchspannungsgrenze erreicht wird: es entsteht ein Scherbruch. Er breitet sich mit Geschwindigkeiten von 2 bis 3 km/s aus. Man beobachtet, wie bereits dargestellt, die typischen Quadranten, in denen Kompressions- bzw. Dilatationsimpulse ausgehen.

Der Punkt auf der Herdkugel (siehe oben), an dem der Strahlverlauf zwischen Erdbebenherd und Messstation diese durchdringt, läßt sich berechnen, wenn die geographischen Koordinaten des Bebens und der Station bekannt sind. Dabei ist der Verlauf des Strahles im Erdinneren bei gegebener Verteilung der Geschwindigkeiten von Kompressions- und Scherwellen bestimmt. Auf der Herdkugel konstruiert man zwei rechtwinklig zueinander stehende Großkreise, die möglichst widerspruchsfrei Kompressions- und Dilatationssignale trennen. Eine der beiden Knotenebenen ist die Bruchfläche, deren räumliche Orientierung damit festgelegt ist. Da das Resultat doppeldeutig ist, werden zusätzliche seismische Informationen benötigt.

Für die graphische Darstellung der Bruch- und Hilfslinie wird die untere Hälfte der Herdkugel auf eine Tangentialebene abgebildet: man hat die Herdflächenlösung erhalten. Mit ihr erkennt man direkt, um welchen Typ einer tektonischen Bewegung es sich beim Erdbeben gehandelt hat. Die wichtigsten Herdflächenlösungen sind in der Abbildung oben dargestellt. Dynamisch noch wichtiger als die BEstimmung der räumlichen Lage eines Erdbebens, ist die Orientierung des Spannungsfeldes, das das Erdbeben verursacht hat. Die Abbildung oben enthält somit auch die tektonisch relevanten Arten von auftretenden Brüchen auf der linken Seite.

http://www.geo.physik.uni-goettingen.de/~geoastro/Astro-%20und%20Geophysik/AGEO5_2.pdf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erdbeben treten an Störungen oder Verwerfungen (faults) auf, von denen es drei Grundtypen gibt: a) zeigt die Störung vor dem das Erdbeben erzeugenden Versatz. b) strike-slip fault nach dem Versatz (δ meist nahe 90°). c) Normal fault (45° < δ> 90°) d) thrust fault oder comressio-nal fault (meist 0° < δ < 45°). Wenn mit gemessenen seismischen Daten zwischen diesen drei Herdmechanismen unterschieden werden kann, ergeben sich auch Hinweise auf das plat-tentektonische Regime, in dem das Beben auftrat: strike-slip faults sind typisch für eine Plat-tengrenze, an der die Platten sich horizontal gegen einander bewegen (z.B. SanAndreas fault oder neuseeländische Alpen; normal faults sind typisch für Subduktion etc.) Für die Herdflächenlösung werden die Ersteinsätze der P-Wellen an möglichst vielen über die Erdoberfläche verteilten seismischen Observatorien ausgewertet, wobei das Vorzeichen entscheidend ist: Kommt die Welle als Kompression (Wellenberg, positiv) oder als Dehnung (dilatational) (Wellental, negativ) an?

Für ein Beben an einer strike-slip fault auf einer flachen Erde ist dieses Vorzeichen dargestellt: es ergibt sich eine "Kleeblatt-Verteilung". Zur Darstellung der Herdflächenlösung für eine kugelförmige Erde denken wir uns eine kleine Kugel um das Hypozentrum, durch dessen untere Hälfte (lower focal hemisphere) die meisten Erdbebenstrahlen verlaufen: diejenigen, die weit entfernt vom Hypozentrum an der Oberfläche ankommen, durch die Mitte dieser Halbkugel; und diejenigen, die die Oberfläche näher am Hypozentrum erreichen, durch den Rand. Die Herdflächenlösung ist die Darstellung des o.g. Vorzeichens auf dieser Halbkugel, projiziert auf einen Kreis.