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e g i h u Unr Erde Naturgefahren und ihre Risiken

Katalog zur Wanderausstellung NAI Media Award Winner 2007


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Katalog zur Wanderausstellung


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Impressum

Bezug Koordinierungsb端ro GEOTECHNOLOGIEN Telegrafenberg, 14473 Potsdam Tel.: 0331 - 62 01 48 00 Fax: 0331 - 62 01 48 01 www.geotechnologien.de unruhigeerde@gfz-potsdam.de Titelbild VolcanoDiscovery / Tom Pfeiffer


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Inhalt

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Ausstellungskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Erdbeben Kontinente wandern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Gestein unter Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Signale aus der Tiefe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Nach oben offen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Spürbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Unvorhersagbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Frühwarnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Unter der Wasseroberfläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Die schnelle Welle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Riesenwellen: auch bei uns? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 TEWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Vulkane Faszination Vulkan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Wo sich Grenzen auflösen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Heiße Flecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Unterschiedliche Charaktere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Vulkane und Sektflaschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

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Gefährliche Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Hightech auf dem Feuerberg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Vulkane vor der Haustür . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Europas Feuerberge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Erdrutsche Und sie bewegt sich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Die Schwerkraft macht’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Gefahren vor unserer Tür. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Risiken und Nebenwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Kleinste Anzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Meteoriten Anfang und Ende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Zahlreiche Besucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Verschollen im Meer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Die Gefahren aus dem All . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Besuch in Deutschland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Früher oder später . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Die Zeit ist der Schlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 CARE: Wir schicken Zukunft! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

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Vorwort

Ströme glühender Lava brechen in mächtigen Fontänen aus den Tiefen der Erde hervor; kollidierende Kontinentalplatten lassen die Erdkruste brechen und abrutschende Berghänge begraben ganze Landstriche unter sich. Naturereignisse wie diese zeigen, welche enormen Kräfte in und auf der Erde am Werke sind. Sie sind grandioses Naturschauspiel, zerstörerische Kraft und immer wieder Neuanfang.

bare« Antworten geben: mit Exponaten zum Mitmachen, interaktiven Computeranimationen, spektakulären Satellitenaufnahmen und vielem mehr. Die von der Geschäftsstelle GEOTECHNOLOGIEN konzipierte und organisierte Ausstellung begleitet den neuen Forschungsschwerpunkt »Frühwarnsysteme gegen Naturgefahren«, der im Rahmen des Sonderprogramms GEOTECHNOLOGIEN durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Schon heute leben 75 Prozent der Weltbevölkerung in Gebieten, die im Laufe der letzten 20 Jahre von Naturkatastrophen heimgesucht wurden. Frühwarnung und Vorsorge werden daher immer wichtiger und erfordern eine begleitende und vorausschauende Forschung.

Die sehr unterschiedlichen Facetten von Naturereignissen stehen im Mittelpunkt der Wanderausstellung »Unruhige Erde«. Sie ist zwischen dem 28. September 2006 und dem 19. Januar 2008 in sechs deutschen Städten zu sehen. Welche Ursachen und Wirkungen haben Erdbeben und Vulkanausbrüche? Wann kommt es zum nächsten Meteoriteneinschlag? Wann werden Naturereignisse zu Katastrophen und warum zieht es die Menschen immer wieder an die Orte größter Gefahren? Wir wollen auf diese Fragen »begreif-

Wir wünschen Ihnen viel Spaß und ein paar aufregende Stunden bei der Entdeckung unserer unruhigen Erde.

Prof. Dr. Volker Mosbrugger Vorsitzender des Lenkungsausschusses GEOTECHNOLOGIEN

Dr. Ludwig Stroink Leiter Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN

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Das Ausstellungskonzept

Es vergeht kaum eine Woche, in der wir nicht mit Nachrichten über den Ausbruch eines Vulkans, der Erschütterung durch ein Erdbeben oder anderer Naturereignisse konfrontiert werden. Jedoch werden Hintergründe und Ursachen meist nur stichwortartig erwähnt. Da Naturgefahren und deren Risiken aber nicht nur für Wissenschaftler ein spannendes Medium sind, haben wir einige davon herausgegriffen und zum Thema der Wanderausstellung »Unruhige Erde« gemacht. Aufgeteilt in die vier Themenfelder »Erdbeben«, »Vulkane«, »Erdbewegungen« und »Meteoriten«, möchten wir Sie mit diesen Naturereignissen bekannt machen. Da Sie sicher zu diesen Themen viele Fragen haben, verzichten wir, wie sonst üblich, auf große Überschriften und leiten unsere Infotafeln mit eben diesen Fragen ein. Sie sollen wie die großen »Schlagzeilen« einer Tageszeitung wirken und den Besucher schnell zu den ihn interessierenden Inhalten leiten. Kurze Antworten werden Ihnen, abseits der Wissenschaftssprache, die wichtigsten und wesentlichsten Fakten liefern. Wo Fachbegriffe nicht zu umgehen sind, werden diese an entsprechender Stelle für Sie erläutert. So erfahren Sie unter anderem, warum die »Richter-Skala« eigentlich »Richter-Gutenberg-Skala« heißen müsste und was die Forscher unter einem »Orogen« verstehen.

Die Lichtsäulen zu Beginn jedes Abschnittes führen Sie mit einem Augenzeugenbericht in den jeweiligen Themenbereich ein. Zur Orientierung innerhalb der Ausstellung haben wir Piktogramme entwickelt, die Sie durch die verschiedenen Themenkomplexe begleiten. Neben den Informationstafeln bieten großformatige Bilder einen neuen Blick auf die Naturphänomene. Wir haben für Sie Exponate aus der Wissenschaft, der Prävention, des Schutzes und der Hilfe ausgewählt und zusammengetragen. Einige von ihnen wurden extra für diese Ausstellung angefertigt, um aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse sowie neueste Techniken und Methoden aus Forschung und Praxis darzustellen. Wir hoffen, dass Sie – wie wir auch – mit Begeisterung und großem Interesse Naturgefahren und deren Risiken als faszinierende Phänomene für sich entdecken und Antworten auf Ihre Fragen erhalten. Sollten Sie nach der Ausstellung noch offene Fragen haben, können Sie diese gern in »Ask a Prof.« loswerden. Wir freuen uns sehr auf Ihre Anregungen und Hinweise und wünschen Ihnen eine abwechslungsreiche, interessante und kurzweilige Ausstellung!

Grit Schwalbe Simon Schneider

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Erdbeben – auf schwankendem Grund


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R.E.Wallace/USGS

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Die San-Andreas-Verwerfung in der Carrizo-Ebene in Kalifornien. Hier reiben die Pazifische (links im Bild) und die Nordamerikanische Platte (rechts im Bild) aneinander, w채hrend sie aneinander vorbeitreiben.

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Kontinente wandern

R.E.Wallace/USGS

Unsere Erde ist ein dynamischer Planet. Auch wenn wir es ihm nicht ansehen, so verändert er sein Aussehen doch ständig. Die ungeheuren Temperaturen von bis zu 5000 °C, die heute im Erdkern herrschen, sind hierfür der Motor. Sie treiben riesige Materialströme an, deren Bewegung in der Wanderung der Kontinentalplatten sichtbar wird: jener Puzzle-Teile, die die äußerste Kruste unserer Erde bilden. Die Bewegung der Kontinentalplatten reicht von wenigen Millimetern pro Jahr (zum Beispiel die Bewegung zwischen der Afrikanischen und der Antarktischen Platte) bis zu »KontinentalSprintern«, die durchaus 20 Zentimeter im Jahr schaffen (zum Beispiel die Bewegung der Nasca-Platte relativ zur Pazifischen Platte).

Der Versatz eines Flusstals in der CarrizoEbene zeigt deutlich die Dynamik der SanAndreas-Verwerfung.

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Gestein unter Spannung An den Nahtstellen der Plattengrenzen spielt sich Entscheidendes ab: Driften die benachbarten Platten auseinander, dringt Magma aus dem Erdinnern empor und neue Kruste wird gebildet. Die Insel Island liegt beispielsweise auf einer solchen »Nahtstelle«. Bewegen sich die Platten aufeinander zu, kollidieren sie miteinander. Solche Kollisionen haben zur Bildung des Himalaya oder auch der Alpen geführt. Darüber hinaus können zwei Platten auch einfach horizontal aneinander vorbeigleiten. Das wohl bekannteste Beispiel ist die San-Andreas-Verwerfung an der Westküste Nordamerikas. An diesen Grenzstellen bebt regelmäßig die Erde, denn die riesigen Kontinentalplatten können sich miteinander verhaken: Über eine gewisse Zeit baut sich so eine enorme Spannung im Gestein auf, die sich irgendwann, unvorhersagbar und plötzlich, in einem heftigen Rucken entlädt. Ein Erdbeben!

Die Plattengrenzen der Erde lassen sich in drei Klassen unterteilen: die divergenten Grenzen, wo Platten voneinander wegtreiben (A,gelb), die Konvergenten, wo Platten miteinander kollidieren (B, rot), und die transversalen, an denen Platten aneinander vorbeigleiten (C, grün)

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Die Plattengrenzen der Welt: gelb = divergent, rot = konvergent, gr端n = transversal

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Das Zheng-Heng-Seismoskop gilt als erstes »wissenschaftliches Instrument« zur Registrierung von Erdbeben.

Heewee Tan

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Signale aus der Tiefe Die Signale, die ein Erdbeben aussendet, werden mit Seismographen aufgezeichnet. Erdbebensignale bestehen unter anderem aus den Oberflächenwellen, die sich entlang der Erdoberfläche ausbreiten, und den »Raumwellen«. Diese vom Hypozentrum, dem eigentlichen Ort des Erdbebens, ausgestrahlten Wellen durchlaufen den gesamten Erdkörper und sind für die Seismologie daher von großem Interesse. Sie nehmen auf ihrem Weg durch den Planeten an jeder Materialgrenze Informationen über diese Grenzschicht auf. Sie werden dort reflektiert, verformt oder in andere Wellentypen umgewandelt. Die Aufgabe der Seismologen ist es nun, diese unterschiedlichen Informationen aus einem Seismogramm auszulesen und so etwas über den Aufbau unseres Planeten zu lernen. Ohne die Beobachtung von Erdbeben wüssten wir nahezu nichts über das Innere der Erde.

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GFZ Potsdam

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An mehr als 150 Stationen werden in Deutschland Erdbeben registriert. Einige dieser Stationen sind fest installierte Observatorien, andere sind kleine, flexible Instrumente, die in Wäldern und auf Bergen eingesetzt werden können. Dieses Seismogramm zeigt das schwere Erdbeben im Dezember 2004 in Indonesien und wurde am Observatorium in Rüdersdorf aufgenommen.

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CalTech

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Beno Gutenberg, Geophysiker aus Darmstadt (oben), und Charles F. Richter aus Hamilton, Ohio, (rechts) entwickelten 1935 CalTech

gemeinsam die Richter-Skala zur Klassifizierung von Erdbeben.

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Nach oben offen Seit Anfang der 40er Jahre können Erdbeben weltweit miteinander verglichen werden, egal wo und wie tief in der Erde sie sich ereigneten. Dies wurde durch die Arbeit von Charles F. Richter und Beno Gutenberg möglich. Die von ihnen entwickelte Richter-Skala wird heute als Maß der Stärke eines Bebens überall auf der Erde verwendet. Sie besagt, wie viel Energie ein Erdbeben freigesetzt hat. Da die Skala nicht linear verläuft, ist ein Beben der Stärke 4 etwa 30-mal stärker als ein Beben der Stärke 3. Ein Beben der Stärke 5 ist dann schon fast 1000-mal stärker. Dass die Richter-Skala »nach oben offen« ist, liegt an ihrer mathematischen Beschreibung. Realistisch sind Werte bis etwa 10. Interessant ist zudem, dass die Skala auch »nach unten offen« ist. So erzeugt eine Stecknadel, die aus einem Meter Höhe auf eine Stahlplatte fällt, etwa ein Beben der Stärke -1. Diese leichten Erschütterungen werden auch als Mikroseismik bezeichnet.

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H.Grosser/GFZ

H.Grosser/GFZ

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Nach dem Erdbeben im August 1999 in der T端rkei waren die Ver辰nderungen f端r jeden sogar im Alltag sp端rbar. So wurde der hintere Teil dieser Tankstelle um mehrere Meter versetzt, an anderer Stelle spaltete die Bewegung der Erdplatten sogar einen Baum.

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Spürbar Etwa ab einer Stärke von 2 (man spricht dann von der Magnitude 2) sind Erdbeben für den Menschen spürbar. Vergleichen lässt sich eine solche Erschütterung mit der eines LKW’s, der nahe an einer Person vorüberfährt. Ab einer Stärke von etwa 5 können Erdbeben überall auf der Erde registriert werden. Viele Beben in Japan oder Nord- und Südamerika werden daher auch an den Stationen in Deutschland erfasst. Die Signale besonders starker Beben können sogar mehrmals um die Erde laufen. Das Signal des Erdbebens, das sich im Dezember 2004 in Indonesien ereignete, wurde gleich 5-mal an deutschen Stationen registriert.

Nach dem Erdbeben im Dezember 2004 vor Indonesien liefen die Erdbebenwellen mehrmals um die Erde. Die schwarzen Pfeile markieren die Wellenfront, die vom Epizentrum in Richtung Westen verliefen, die roten zeigen die Signale, die sich in Richtung Osten ausbreiteten.

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Unvorhersagbar Erdbeben treten spontan und ohne Vorwarnung auf. Wann das Gestein zerbricht, wo genau dies geschieht und wie stark ein Beben sein wird, ist momentan noch nicht vorhersagbar. Wir können jedoch den Ort eines Bebens recht gut einschränken. Etwa 90 % aller Beben finden in einem sehr eng begrenzten Bereich entlang der Plattengrenzen statt. Hier ist die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Bebens sehr hoch. Aus der Betrachtung der seismischen Geschichte einer Region können zudem sogenannte Wiederkehr-Zyklen bestimmt werden. Dieser scheinbare Rhythmus, in welchem Erdbeben auftreten, gibt Aufschluss über einen Zeitraum, in dem ein Beben sehr wahrscheinlich ist. Er lässt auch Aussagen über die mögliche Stärke eines Bebens zu. Das alles sind aber nur Wahrscheinlichkeiten – keine Vorhersagen! So treten an der türkischen Mittelmeerküste mit einer Wahrscheinlichkeit von 10 % alle 50 Jahre Beben der Stärke 6.0 auf. Das letzte große Beben in dieser Region ereignete sich 1999, doch wäre es vermessen zu behaupten, dass es nun für eine lange Zeit ruhig bleibt.

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Pawellek/MR

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Bei einem Erdbeben in Taiwan wurde deutlich, dass auch der Untergrund, auf dem H채user gebaut sind, eine wichtige Rolle spielt. So stand dieses Haus zum Teil auf sandigem Boden und konnte bei den Bodenersch체tterungen zu einer Seite kippen.

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USGS

Durch den Einsatz eines Frühwarnsystems werden in Kalifornien bei einem Erdbeben alle Brücken und Verkehrswege gesperrt. Wäre der Feierabendverkehr während des Bebens am 17. Oktober 1989 nicht angehalten worden, hätte es beim Zusammenbruch der Oakland Bay Bridge sicher Opfer gegeben.

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Frühwarnung

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Trotz aller Zerstörungskraft: Der Mensch hat durch die Beobachtung von Erdbeben auch sehr viel gelernt. Wir wissen nicht nur, wie unser Planet aufgebaut ist und welche Dynamik in seinem Innern herrscht, wir können auch versuchen, die Auswirkungen von Erdbeben zu verringern. Findet ein Erdbeben statt, so werden von ihm schnelle, eher harmlose Schallwellen ausgesendet, die am Seismographen registriert werden, noch bevor die langsameren, zerstörerischen Wellen an der Station ankommen: kostbare Sekunden, um etwa Gasleitungen zu schließen, den öffentlichen Verkehr anzuhalten und die chemische Produktion zu drosseln. Diese Maßnahmen helfen, Schäden deutlich zu verringern. Auch die Warnung vor verheerenden Flutwellen, Tsunamis, kann auf diese Weise effektiver gestaltet werden. So basiert zum Beispiel das von Deutschland gebaute Tsunami-Frühwarnsystem im Indischen Ozean auf der Registrierung von Erdbebensignalen.

In Japan wird schon seit einigen Jahren ein Frühwarnsystem betrieben. Hier können in der Notfallzentrale Gasleitungen gestoppt, chemische Produktionen gedrosselt und der öffentliche Verkehr angehalten werden. Ohne eine Frühwarnung hätte es hier am Hochgeschwindigkeitszug Shinkansen im Oktober 2004 ein schweres Unglück gegeben.

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Unter der Wasseroberfläche

Katsushika Hokusai

Ereignen sich große Massenbewegungen im Meer, so dringt Wasser sehr schnell in den entstandenen Freiraum. Die Auslöser und Ursachen hierfür können Erdbeben, Erdrutsche, Vulkane oder Meteoriten sein. Gleiten zum Beispiel große Mengen Sediment an Steilhängen im Ozean plötzlich in den Abgrund, strömt Wasser in den entstandenen Freiraum nach. In einer Kettenreaktion führt dies zu Wasserbewegungen, die die gesamte Wassersäule, vom Ozeanboden bis zum Meeresspiegel, erfassen können. Die Folge sind gewaltige Wellen: Tsunamis. Während eines Erdbebens können riesige Gesteinsschollen ruckartig angehoben oder abgesenkt werden. So findet sich im Indischen Ozean eine Gesteinsstufe von bis zu 9 Meter Höhe, deren plötzliches Entstehen während des Bebens im Dezember 2004 den folgenden Tsunami auslöste. Der wohl bekannteste Tsunami vulkanischen Ursprungs ereignete sich im August 1883. Ein 40 bis 50 Meter hoher Tsunami rollte nach dem Ausbruch des Krakatau in Indonesien über die benachbarten Küstenstreifen.

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Dieser Holzschnitt (ukiyo-e) ist womöglich eine der ältesten Darstellungen eines Tsunamis.


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DigitalGlobe

Der Ort Gleebruk in Indonesien wurde vom Tsunami im Dezember 2004 vรถllig zerstรถrt.

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NOAA

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Diese Modellberechnungen zeigen, mit welcher Geschwindigkeit sich der Tsunami im Dezember 2004 im Indischen Ozean ausbreitete. Schon nach 10 Stunden war die Wellenfront um Australien herum und an der gesamten ostafrikanischen K端ste entlanggerast.

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Die schnelle Welle In allen Meeren und Ozeanen hat man schon Tsunamis beobachtet. Auch aus dem Mittelmeer sind Berichte von solchen Flutwellen bekannt. Da die Riesenwellen auf dem Meer nicht zu spüren sind, aber an Küsten und Häfen zu verheerenden Schäden führen können, gaben japanische Fischer diesem Phänomen den Namen Tsunami: »Hafenwelle«. Auf dem offenen Meer nur rund 10 - 50 Zentimeter hoch, aber von Wellenkamm zu Wellenkamm bis zu 500 Kilometer lang, können sich Tsunamis an der Küste zu gewaltigen Wasserbergen aufbauen. Tsunamis sind keine einzelnen Wellen. Ein Tsunami besteht vielmehr aus einem Wellenpaket, einer Folge von Wellen. Sie sind zudem enorm schnell: Nach dem Beben im Dezember 2004 in Indonesien erreichte der folgende Tsunami innerhalb von 10 Stunden die knapp 6000 Kilometer entfernte Stadt Sydney in Australien – er war dort aber zum Glück nur noch wenige Zentimeter hoch.

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Riesenwellen: auch bei uns? 464 v. Chr.: Ein starkes Erdbeben erschüttert die Region des östlichen Mittelmeeres. Nur wenige Minuten später rollt eine gewaltige Flutwelle über die Küstenregionen Griechenlands hinweg. Später werden die Geschichtsschreiber von über 100.000 Toten berichten. 1.11.1755: Ein Erdbeben und der darauf folgende Tsunami töten über 60.000 Menschen an den Küsten Portugals, Spaniens und Marokkos. In Lisabon werden Wellen von über 10 Metern Höhe beschrieben. Solche Tsunami-Katastrophen haben sich zum Glück in den letzten Hundert Jahren nicht mehr im europäischen Raum ereignet. Dennoch zeigen sie, dass es auch im Atlantik und dem Mittelmeer Tsunamis geben kann. Zuletzt starben am 10. Oktober 1979 nach einem Erdbeben vor Algerien 10 Menschen an der französischen Mittelmeerküste durch einen Tsunami. Die deutsche Nord- und Ostsee-Küste ist jedoch relativ sicher. Dies liegt vor allem daran, dass weder die Nordsee noch die Ostsee tief genug sind, um riesige und zerstörerische Wellen entstehen zu lassen.

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USGS

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Der Tsunami 1946 im Pazifik war der Startschuss f端r das Pacific Tsunami Warning Centre auf Hawaii. Seit 1949 werden von Ewa Beach aus Fr端hwarnungen bei drohenden Tsunamis f端r den gesamten Pazifik ausgegeben.

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US Navy

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Die weitreichenden Veränderungen der Küstenregionen, wie hier nach dem Tsunami im Dezember 2004 in Indonesien, können durch ein Frühwarnsystem nicht verhindert werden. Man kann aber die Bevölkerung und die Besucher der Regionen evakuieren und so Leben retten.

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TEWS Die Frühwarnung vor Tsunamis (Tsunami Early Warning System, TEWS) baut auf der Beobachtung möglicher Ursachen dieser Riesenwellen auf. So werden zum Beispiel Unterwasser-Seismometer zur Registrierung von Erdbeben und Bodenerschütterungen und auch Bojen zur kontinuierlichen Messung des Meeresspiegels eingesetzt. Ereignet sich zum Beispiel ein starkes Beben im Meer, so wird sofort eine Warnung ausgegeben. Zeigen sich dann an verschiedenen Meeresspiegel-Bojen in der betroffenen Region sehr lange und schnelle Wellen, so bedroht ein Tsunami die benachbarten Küsten. Durch die schnelle Analyse der seismischen Signale und der Meeresspiegel-Daten können Küsten evakuiert und Menschenleben gerettet werden. Bis voraussichtlich 2008 baut Deutschland ein solches Frühwarnsystem im Indischen Ozean auf. Neben der technischen Hardware stehen dabei auch die Schulung und Information der Bevölkerung und das Katastrophenmanagement vor Ort im Fokus der Entwicklung.

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Das Erdbeben am 18. April 1906 traf San Francisco hart. Heute gilt es als Geburtsstunde der modernen Seismologie.

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Die stärksten Erdbeben 9.5 Chile, 22.5.1960 9.2 Prince William Sound, Alaska, 28.3.1964 9.1 Andreanof Island, Alaska, 9.3.1957 9.0 Sumatra, Indonesien, 26.12.2004 9.0 Kamtschatka, 4.11.1952 8.8 Ecuador, 31.1.1906 8.7 Guatemala, 25.8.2003 8.7 Rat Island, Alaska 4.2.1965 8.6 Sumatra, Indonesien, 28.3.2005 8.6 Assam, Tibet 15.8.1950

Die meisten Opfer 830.000 – Schensi, China, 23.1.1556 800.000 – Tangshan, China, 27.7.1976 600.000 – Peru, 28.10.1746 250.000 – Sumatra, Indonesien, 26.12.2004 200.000 – Xining, China, 22.5.1927 140.000 – Kanto, Japan, 1.9.1923 100.000 – Chihli, China, 27.9.1290 100.000 – Italien, 1783

Die 6.2 6.1 5.9 5.9

stärksten gemessenen Beben in Deutschland Düren, Rheinland, 18.2.1756 Albstadt (südl. Tübingen), 16.11.1911 Tollhausen (westl. Köln), 26.8.1878 Roermond (NL-D-Grenze), 13.4.1992 (Dieses Beben wurde sogar in Berlin, München und London gespürt.) 5.7 Albstadt (südl. Tübingen), 3.9.1978 5.5 80 km westlich von Freiburg, 22.2.2003 Ein Erdbebenopfer ist in Deutschland bisher bekannt: 1878 wurde in Tollhausen im Rheinland während eines Erdbebens ein Mann von einem Schornstein erschlagen.

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Vulkane – auf heißen Sohlen


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USGS

Als am 3.1.1983 die ersten Spalteneruptionen am Kilauea auf Hawaii begannen, h채tte niemand mit einer 체ber 23 Jahre andauernden Aktivit채t gerechnet.

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Faszination Vulkan Spektakulär! Atemberaubend! Einzigartig! Genau so beschreiben wir einen Vulkanausbruch, wenn wir ihn aus sicherer Entfernung mit eigenen Augen erleben können.

USGS

Spektakulär sind die Lavafontänen und das Schauspiel aus Feuer und Licht. Atemberaubend, weil sich bis zu 25 Kilometer hohe Rauch- und Aschewolken selbst in hundert Kilometer Entfernung noch beobachten lassen. Einzigartig ist ein Vulkanausbruch immer, denn der Aufbau des Vulkanberges selbst und die jeweilige chemische Zusammensetzung seiner Magma machen jeden dieser Feuerberge zu einem Unikat.

Die Aschewolke am Mt. St. Helens reichte im März 1980 fast 40 km in den Himmel. Sogar in Oklahoma wurde in den folgenden Wochen die Asche dieses Ausbruchs nachgewiesen.

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Simon Schneider

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Vulkane und Hot-Spots der Erde: In den letzten 1.000 Jahren waren rund 1.900 Vulkane aktiv (rote Dreiecke). Zurzeit fĂśrdern etwa 25 davon aktiv Lava. Von etwa 80 Vulkanen wird vermutet, dass es sich um Hot-Spots handelt (grĂźne Kreise).

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Wo sich Grenzen auflösen Wie die Erdbeben so sind auch viele Vulkane in ihrem Auftreten auf die Nahtstellen der Kontinentalplatten konzentriert. Dort, wo die Platten auseinandertreiben, quillt stetig Magma aus dem Erdinnern an die Oberfläche (zum Beispiel am Mittelatlantischen Rücken). Die meisten Vulkane dieser »Spreizungszonen« sind unterseeische Vulkane. Nur auf Island und am Ostafrikanischen Graben sind solche Prozesse auch an Land zu beobachten. Kollidieren zwei Platten miteinander, taucht die eine unter die andere ab. Sie wird »verschluckt« oder, wie die Wissenschaftler sagen, subduziert. Dabei schmelzen Teile der abtauchenden Platte wieder auf und an der Subduktionszone kommt es zu Vulkanismus (wie zum Beispiel die Vulkane Japans oder Kamtschatkas).

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Heiße Flecken Einige Vulkane sitzen weit ab von Plattengrenzen. Diese Feuerberge werden Hot-Spot-Vulkane (Heißer Fleck) genannt. Ein Paradebeispiel sind die Vulkane von Hawaii, etwa 3.000 Kilometer abseits jeder Plattengrenze, mitten im Pazifischen Ozean. Diese Vulkane fördern Magma aus sehr tiefen Bereichen des Erdinnern, das so heiß ist, dass es sich durch die Erdkruste hindurch nach oben schweißt. Da ein solcher Hot-Spot nicht mit der darüber hinweg gleitenden Krustenplatte verbunden ist, entstehen immer wieder neue Vulkankegel, die perlschnurartig aufgereiht sind. Neben der Hawaiianischen Vulkankette sind noch etwa 80 weitere Hot-Spots bekannt (zum Beispiel Galapagos, Yellowstone oder auch Island). Einige Vulkanologen vermuten auch unter der Eifel in Deutschland einen Hot-Spot.

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DLR

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Die Hawaii-Vulkankette reicht von den weit entfernten Vulkanresten der Detroit SeaMounts 端ber mehr als 7.000 km durch den Pazifik und endet heute am unterseeischen Vulkan Loihi (unten rechts).

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Unterschiedliche Charaktere Jeder Vulkan ist einzigartig, dennoch lassen sich die Feuerberge in unterschiedliche Klassen einteilen. Entsprechend ihrem geologischen Aufbau und der chemischen Zusammensetzung des geförderten Magmas lassen sich sechs Haupttypen unterscheiden: - Schildvulkane: Sie fördern sehr dünnflüssige Lava. Diese fließt weit auseinander, wobei eine Vulkanform entsteht, die von weitem wie ein umgedrehtes Schild aussieht. Beispiele sind die Vulkane auf Hawaii. Der einzige deutsche Schildvulkan ist der Vogelsberg in Hessen. - Strato- oder Schichtvulkane: Hier lagern sich Aschen, Schutt und Staub abwechselnd mit Lavaausflüssen übereinander. Die Eruptionen verlaufen meist explosiv. Die Aschen können dabei bis in Höhen von 40 Kilometer in die Erdatmosphäre geschleudert werden. (Bsp.: der Fujiyama in Japan oder der Mt. St. Helens in den USA) - Asche- und Schlackekegel: Bei diesem Vulkantyp staut sich sehr zähflüssiges Magma unter der Erdoberfläche an. Ihre Eruption gleicht meist einer heftigen Explosion, bei der große Mengen Asche und Schutt ausgeschleudert werden. (Bsp.: Sunset Crater, Arizona/USA, oder einige der Vulkankrater auf der Kanareninsel Lanzarote) - Caldera: »Einsturzkrater«, der sich in besonders großen Vulkanen bildet. Dies geschieht, wenn die leere Magmakammer nach einer Phase intensiver Aktivität in sich zusammenbricht. (Bsp.: der Yellowstone-Vulkan in den USA) - Maar: Trifft sehr heißes Magma im Untergrund auf Wasser, so kann es schon unter der Oberfläche zu gewaltigen Explosionen kommen. Die so entstehenden Explosionstrichter sind häufig von einem Ring aus Schutt, Asche und Schlacke umgeben. (Bsp.: die Maare der Eifel in Deutschland) - Spaltenvulkan: Hin und wieder kommt es zu langen Rissen auf der Flanke eines Vulkans. Hier kann es dann zu »Vorhängen« aus Lavafontänen kommen. (Bsp.: der Laki oder der Hekla auf Island)

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Lake Clark NP

Der Redoubt Volcano in Alaska bei einer Eruption 1990.

Vulkane und Sektflaschen Im tiefen Erdinnern sind große Mengen verschiedener Gase im Magma gelöst. Steigt das geschmolzene Gestein langsam an die Oberfläche, so wird das im Gestein gelöste Gas frei. Es bilden sich Gasblasen, die zunehmend größer werden. Entsprechend nimmt die Dichte des Magmas ab, das so eine zunehmende Auftriebskraft erhält. Kurz unter der Oberfläche kann der Druck auf das umgebende Gestein so groß werden, dass dieses bricht: Der plötzlich abnehmende Umgebungsdruck auf das Magma lässt das Gas schlagartig entweichen. Es kommt zu einer Vulkaneruption. Ähnliches geschieht in einer geschüttelten Mineralwasserflasche (Druckaufbau), bei der das Wasser beim Öffnen (Druckentlastung) aus der Flasche sprudelt.

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HVO/USGS

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1959 sorgte der Ausbruch des Kilauea Iki mit spektakul채ren Lavafont채nen f체r einen gewaltigen Besucherzustrom auf den Hawaii-Inseln.

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ap Images

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Eine pyroklastische Wolke rast 1991 mit 端ber 200 km/h den Unzen-san in Japan hinab.

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Gefährliche Aktivität

D. Swanson/USGS

Beeindruckend, aber nicht besonders gefährlich ist die rot glühende Lava, die aus einem Vulkan strömt. Das geschmolzene Gestein, das in Lava-Flüssen zu Tal fließt, kann dabei bis zu 50 km/h schnell werden. Weitaus gefährlicher sind die Pyroklastischen Ströme: Asche- und Staubwolken, die bis zu 1.200 °C heiß sein können. Sie rasen mit enormer Geschwindigkeit zu Tal. Am Mt. St. Helens wurden beispielsweise Geschwindigkeiten von über 400 km/h gemessen. Die Aschewolken, die ein Vulkan in die Atmosphäre bläst, enthalten große Mengen Aerosole. Diese winzigen Staub-, Asche- und Flüssigkeitsteilchen können über Monate oder gar Jahre hinweg die Sonne verdunkeln und so das Klima beeinflussen. Nach dem Ausbruch des Tambora auf Java im April 1815 kam es auf der gesamten Nordhalbkugel zum »Jahr ohne Sommer«. Ausbleibende Ernten hatten hier Tausende Hungertote zur Folge.

Die Eruption des Mauna Ulu 1969 imponierte durch atemberaubende Lavaflüsse.

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USGS

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USGS

Der Aufbau von Seismographen auf aktiven Vulkanen ist kein einfacher Job.

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Bei der Entnahme von Gasproben m端ssen die Wissenschaftler Gasmasken tragen.


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Vulkanologen verstauen Gas- und Gesteinsproben, um sie im Labor intensiver zu untersuchen.

Hightech auf dem Feuerberg Die Beobachtung eines Vulkans wird mit großem technischem Aufwand betrieben. Steigt der Druck unter dem Feuerberg an, brechen häufig Spalten und Gänge im Gestein auf. Die Erschütterungen erzeugen charakteristische Signale, die auf einen Ausbruch hinweisen können und von Seismographen aufgezeichnet werden. Mit Gasproben wird die chemische Zusammensetzung der austretenden Gase untersucht. Charakteristische Veränderungen im Chemismus der Gase deuten auf einen bevorstehenden Ausbruch hin. Mit Neigungsmessern (Tiltmetern) wird die Neigung der Vulkanhänge vermessen. Durch den zunehmenden Druck im Innern des Vulkans »bläht« dieser sich vor einer Eruption auf. Dann werden dessen Flanken steiler und die Neigungsmesser schlagen Alarm. Verformungen eines Vulkans können auch aus dem Weltraum beobachtet werden. Satelliten zeichnen bei ihren Überflügen die exakte Höhe des Berges auf. Ändert sich diese, kann das auf das Anwachsen des Vulkans und so auf einen kommenden Ausbruch hinweisen.

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Vulkane vor der Haustür Weltweit gibt es etwa 1.500 Vulkane, die als aktiv betrachtet werden. Rund 25 davon fördern auch in diesem Moment Lava, Asche, Geröll und Staub. Auch Deutschland hat eine lange vulkanische Geschichte, wenngleich es hier keine aktiven Vulkane mehr gibt. Die letzten waren in der Eifel aktiv. Nur 11.000 Jahre ist es her, dass die Aschewolken des explodierenden LaacherSee-Vulkans über ganz Mitteleuropa niedergingen. Weitere Vulkanausbrüche gab es: - im Westerwald (vor 400 Millionen Jahre) - im Odenwald (vor 60 - 50 Millionen Jahre) - in der Rhön (vor 60 - 34 Millionen Jahre) - im Siebengebirge (vor cirka 25,5 Millionen Jahre) - am Vogelsberg (vor cirka 19 Millionen Jahre) - im Hegau nahe dem Bodensee, Baden-Württemberg (vor 18 - 7 Millionen Jahre) - und im Gebiet der Schwäbischen Alb (vor cirka 17 - 16 Millionen Jahren)

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Die Augen der Eifel sind die Zeugen der starken vulkanischen Aktivitäten der Vergangenheit. Sie wurden bei heftigen Explosionen gebildet, als das heiĂ&#x;e Magma im Untergrund mit Wasser in Kontakt kam.

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J. Haskolans/A.H.Jarosch

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Der Vatnajökull-Gletscher wird immer wieder von Ausbrüchen der Vulkane unter seinem Eisschild aufgeschmolzen. Hier der Ausbruch des Grimsvötn im Dezember 1998.

Moutains from Space/DLR

Der Ätna auf Sizilien bläst Aschewolken weit auf das Mittelmeer hinaus.

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Europas Feuerberge Heute ist die Gefahr von Vulkanausbrüchen in Deutschland sehr gering. In der Eifel und im Vogtland treten zwar regelmäßig Gase aus dem Untergrund, doch werden diese als Zeichen einer abklingenden vulkanischen Aktivität gewertet. Auch die vielen kleinen Erdbeben unter der Eifel und dem Vogtland werden dieser Endphase zugeordnet. Gefährlicher sind die Vulkane in Island, in Italien oder auf den Kanarischen Inseln. In Italien sind der Ätna und der Stromboli im Moment aktiv. Während aus dem Ätna immer wieder Aschewolken ausgeblasen werden, die im gesamten Mittelmeerraum nachweisbar sind, zeigt der Stromboli gelegentlich ein spektakuläres Lichtspiel aus rot glühenden Gesteinsfetzen. Einige Vulkane Islands fördern ebenfalls, mit kurzen Unterbrechungen, aktiv Lava. In aller Welt bekannt wurden sie, als sie sich im September 1996 durch den Gletscher Vatnajökull hindurchschmolzen.

vulkane.no

Ohne Vorzeichen erhob sich am 14. November 1963 eine vulkanische Insel vor der Küste Islands. Surtsey ist heute 1,4 km 2 groß und bis zu 150 Meter hoch.

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Fred Belton

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Der Ol Doinyo Lengai in Tansania, einer der außergewöhnlichsten Vulkane der Erde. Seine Lava ist zunächst pechschwarz und wird beim Abkühlen schneeweiß.

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- Der nördlichste Vulkan der Welt ist der 2.277 Meter hohe Vulkan Haakon VII Toppen/Beerenberg auf der Insel Jan Mayen. Er wurde 1970 nach langer Ruhe wieder aktiv. - Der südlichste Vulkan der Welt ist der 3.794 Meter hohe Mount Erebus auf der Ross-Insel in der Antarktis. Er ist ständig aktiv und enthält einen der aktivsten Lavaseen der Erde. - Der höchste Vulkan der Welt ist nach neuesten GPS-Messungen der 6.882 Meter hohe Monte Pissis in Argentinien. - Der Ausbruch des Toba auf Sumatra vor cirka 76.000 Jahren gilt als eine der stärksten Eruptionen überhaupt. 3.000 Kubikkilometer Material wurden in die Luft geschleudert, die Erdtemperatur sank im vulkanischen Winter um 5 Grad. Einige Wissenschaftler vermuten, dass der Homo sapiens nach diesem Ereignis beinahe ausgestorben wäre. - Der Krakatau in Indonesien bricht am 26. August 1883 nach Jahren der Ruhe aus. Zwei Drittel der Vulkaninsel Krakatau wurden gesprengt. Offiziell über 36.000 Toten starben vor allem durch den anschließenden, bis zu 40 Meter hohen Tsunami. Die Aschewolken lösten einen vulkanischen Winter aus, der in den folgenden zwei Jahren weltweit spürbar war. - Der Tambora in Indonesien explodiert am 10. April 1815. In nur fünf Tagen sterben bis zu 80.000 Menschen durch die folgenden Erdbeben und Tsunamis. Durch den Eintrag großer Aschemengen in die Atmosphäre wird die Sonneneinstrahlung so geschwächt, dass das Jahr 1816 als »Jahr ohne Sommer« in Nordamerika und Teilen Europas in die Geschichte eingeht.

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Erdrutsche – auf bewegtem Grund


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J. R. David, UMR

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Am West Lost Trail Creek in Kalifornien/ USA, kam es 1991 durch starke Regenf채lle zu diesem gewaltigen Erdrutsch.

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Und sie bewegt sich Mal mit nur wenigen Millimetern am Tag, mal mit Hunderten von Kilometern in der Stunde – mal ein Gemisch aus Erde und Sand, das in einen Eimer passen würde, mal Tausende von Kubikmetern, die ganze Städte unter sich begraben können. Massenbewegungen sind vielfältig und so unterschiedlich wie das Material, das sie transportieren. Daher unterteilt die Wissenschaft dieses Naturphänomen in zahlreiche Untergruppen. Der Begriff »Erdrutsch« bezeichnet dabei nur einen bestimmten Typ dieser Bewegungen. Und doch ist er so präsent, dass jeder sofort das Bild von Schlamm, Erde, Geröll und hausgroßen Felsen, die von einer Wand aus Wasser vorangetrieben werden, vor Augen hat.

R. Loat/BWG

Der Murgang von Brig im Wallis/ Schweiz, zeigt die Gewalt, die das Wasser-Erde-Geröll-Gemisch entwickeln kann.

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Die Schwerkraft macht’s Die Schwerkraft ist die Kraft, die Teile der Erdoberfläche in Bewegung versetzen kann. Sie wirkt aber erst im Zusammenspiel verschiedener Faktoren: - Starke Regenfälle lassen den Boden immer »schwerer« werden. Zudem kann es bei Regen zwischen den einzelnen Boden- oder Gesteinsschichten zur Bildung von Gleitflächen aus Wasser kommen. - Der Boden ist häufig aus verschiedenen Erdschichten aufgebaut. Einige dieser Schichten, wie etwa Lehm, können durch Änderungen im Grundwasserspiegel (zum Beispiel durch den Tagebau oder Veränderungen im lokalen Klima) sehr rutschig werden. - Der Mensch nimmt dem Boden durch die intensive Nutzung und Abholzung seine natürliche Verankerung. Dort, wo Pflanzenwurzeln fehlen, können schon kleine Regenmengen zum Abrutschen großer Bodenbereiche führen. - Durch die Erwärmung des Klimas kann es zum Auftauen der Permafrost-Böden kommen. Der Permafrost hat die lockeren Schichten am Hang »festgefroren«. Fehlt dieser Halt, können ganze Bergpartien abstürzen.

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A. u. S. Lankenau

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Der Bergsturz von Randa/Schweiz: 30 Millionen Kubikmeter Gestein rutschten 1998 innerhalb von drei Wochen in das Tal.

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Eine Mure bei Kappl in der Schweiz, 2005.

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Gefahren vor unserer Tür Das Hangkriechen und Hanggleiten ist in den Mittelgebirgen Deutschlands, an der Küste und auch in den Alpen weit verbreitet. Hierbei bewegen sich die obersten Bodenschichten mit nur wenigen Zentimetern pro Jahr bergab. Aufgrund dieser geringen Geschwindigkeit werden langsame Massenbewegungen häufig unterschätzt. Sie stellen aber gerade für Gebäude eine große Gefahr dar. Die Muren des Alpenraumes sind aufgrund ihrer großen Gesteinsfracht besonders zerstörerisch. Das Gemisch aus Geröll und Wasser kann mit einer Geschwindigkeit von über 100 km/h die Hänge hinabrasen. Dabei werden manchmal Felsbrocken transportiert, die so groß wie Autos sein können. Hin und wieder können Massenbewegungen vorhergesagt werden, so wie im Sommer 2006 am Eiger. Sie sind in den Alpen häufig in Zusammenhang mit abschmelzenden Gletschern oder dem Auftauen des Permafrosts zu sehen.

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R.L. Schuster/ USGS

1983 blockierte dieser Erdrutsch in Utah den Spanish Fork River und staute einen See auf, der bis zur Ortschaft Thistle reichte.

Risiken und Nebenwirkungen Neben den direkten Schäden durch die transportierten Wasser- und Gesteinsmassen kann es zu gewaltigen Sekundäreffekten kommen. So können Bäche und Flüsse von großen Erdrutschen aufgestaut werden. Die gestauten Wassermassen drücken gegen den ErdrutschDamm und unterspülen oder durchlöchern ihn allmählich. Gibt er schließlich nach, rast eine Flutwelle aus Wasser, Erde und Geröll zu Tal. Ein anderer verheerender Sekundäreffekt ist der Tsunami. Er entsteht, wenn große Gesteinsund Erdmassen in Seen abgleiten oder wenn Massenbewegungen im Ozean stattfinden. Beide Phänomene, sowohl Tsunamis in Seen (zum Beispiel die Katastrophe von Longarone in Italien) als auch Brüche von »Erdrutsch-Dämmen« (wie etwa im Tal des Ticino am Lago Maggiore), haben im Alpenraum schon zu zahlreichen Todesopfern geführt.

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B. Bradley/USGS

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Der Hebgen-Lake-Erdrutsch versperrte 1959 mit einer 120 Meter hohen Gerรถllwand dem Madison River und staute einen groรŸen See auf.

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Nach dem heftigen Murgang 2005 wurde der Diasbach bei Kappl in Tirol zur Geschiebesperre ausgebaut. Die Bachstufen sollen die gefährliche Gesteinsfracht auffangen und nur das Wasser ins Tal strÜmen lassen.


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Kleinste Anzeichen Der zerstörerischen Gefahr von Erdrutschen kann durch Frühwarnsysteme vorgebeugt werden. Hierzu lösen Wissenschaftler künstliche Erdrutsche aus. Dabei werden dann innovative Schutzbauten und neueste Beobachtungstechniken getestet. So werden Kamerasysteme und Radarmessungen entwickelt, die einen beginnenden Erdrutsch eigenständig identifizieren und automatisch Frühwarnungen auslösen sollen. In den Alpen werden zurzeit seismische Systeme erprobt, die aufgrund kleinster Bodenerschütterungen frühzeitig Erdrutsche erkennen sollen. Neben Früh- und Vorwarnsystemen bieten Schutzbauten die größte Sicherheit. An zahlreichen Hängen werden daher Schutz- und Fangzäune aufgebaut. Diese haben in erster Linie die Aufgabe, die gefährliche Fracht von den Wassermassen zu trennen. So kann der Massenbewegung das größte Gefahrenpotential genommen werden.

ASL

Der Murgang bei Kappl in der Schweiz zeigt eindrucksvoll, welche Gesteinsmassen in nur einem Ereignis bewegt werden. Der LKW in der unteren Bildmitte verdeutlicht die Dimensionen einer solchen Massenbewegung.

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L. Manigrasso

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Die Katastrophe von Longarone, Italien, war menschengemacht. Trotz der Warnungen der Wissenschaftler wurde der Stausee bis zur maximalen Höhe gefüllt. Das in das Gestein eindringende Wasser brachte anschließend eine 3 km lange Bergflanke ins Rutschen.

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Die größten Erdrutsche in Europa seit Menschengedenken: - 1348 Dobratsch/Kärnten: 150 Millionen Kubikmeter Gesteinsmassen stürzen in das Gailtal. - 30. September 1512 Bergsturz Buzza di Biasca im Valle di Blenio: Die Gesteinsmassen stauten einen 5 Kilometer langen See auf; der Damm brach 1515 und verwüstete das Tal des Ticino bis zum Lago Maggiore. - 2. September 1806 Bergsturz von Goldau/Schweiz: Zwei Dörfer werden von 40 Millionen Kubikmeter Fels verschüttet, 457 Menschen starben. - 9. Oktober 1963: Vajont (Longarone) im Friaul/ Italien: Felssturz von 260 Millionen Kubikmetern in einen Stausee, rund 2.000 Menschen verloren ihr Leben durch die über die Staumauer hinwegrasende Flutwelle. - 28. Juli 1987: Morignone (Val Pola)/Italien: 40 Millionen Kubikmeter Gestein töten 53 Menschen. - 1991 Randa/Schweiz: 30 Millionen Kubikmeter Geröll blockieren über Wochen die Zufahrt zum Tal.

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Meteoriten – aus heiterem Himmel


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J.Bally

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Der Wolfe-Creek-Krater in Australien wurde vor 300.000 Jahren von einem 50.000 Tonnen schweren Meteoriten gebildet, aber erst 1947 entdeckt.

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Anfang und Ende Meteoriten gehören nicht zu den Georisiken, über die wir viel nachdenken. Dennoch spielen diese außerirdischen Besucher eine wichtige Rolle. Wissenschaftler diskutieren heute sogar, ob das Leben auf der Erde überhaupt erst durch Meteoriten möglich gemacht wurde. So deutet vieles darauf hin, dass das Wasser, welches das Leben auf unserem Planeten überhaupt erst ermöglicht, von Meteoriten stammt. Auch finden sich die elementarsten Bausteine des Lebens, Aminosäuren, in Meteoriten. Und statt der irdischen vier Arten finden sich in Meteoriten gleich bis zu 230 verschiedene Aminosäuren. Aber auch viele Ideen über das Ende des Lebens handeln von Meteoriten: So wird das Aussterben der Dinosaurier mit einem gigantischen Meteoriteneinschlag in Verbindung gebracht.

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Zahlreiche Besucher Rund 22.000 größere Meteoriten-Fragmente wurden bisher auf der Erde gefunden. 45 solcher »Außerirdischer« sogar in Deutschland. Aber nur die wenigsten – nur die schnellsten und schwersten – haben einen Einschlagskrater in die Erdkruste gesprengt. Einige der Fragmente sind nur wenige Gramm schwer, andere Brocken wiegen bis zu 60.000 Kilogramm – wie der Hoba-Meteorit in Namibia. Dieser schwere Brocken gehört in die Klasse der Eisenmeteoriten. Sie sind in der Regel recht schwer und bestehen überwiegend aus Eisen. Die anderen Hauptgruppen sind die Steinmeteoriten und die Stein-Eisenmeteoriten. Insgesamt prasseln rund 40.000 Tonnen außerirdischen Materials pro Jahr auf die Erde nieder. Statistisch etwa zweimal im Jahr fällt ein knapp einen Meter großer Brocken auch auf Deutschland.

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S. Collins

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Der Hoba-Meteorit in Namibia gilt als einer der schwersten Meteoriten, die keinen Krater gebildet haben. Er wog urspr端nglich 60 Tonnen. Da Touristen aber immer wieder St端cke von ihm abbrechen, wiegt er heute nur noch gut 46 Tonnen.

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S. Schneider

Rund 170 Meteoritenkrater sind auf der Erde identifiziert worden. Immer wieder kommen neue Krater hinzu, wie der erst 2002 entdeckte 20 km messende Silverpit-Krater im Sediment der Nordsee.

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Verschollen im Meer Etwa einmal im Monat sind irgendwo auf der Welt helle Leuchterscheinungen am Himmel zu beobachten. Meist verglühen diese Meteore vollständig. Doch immer wieder treffen kleine Fragmente auf der Erdoberfläche auf. Geschieht dies, werden sie als Meteoriten bezeichnet. Da die Erdoberfläche zu knapp 75 % mit Wasser bedeckt ist, liegen die meisten Fragmente auf dem Grund der Meere. Die wenigen, die auf dem Land auftreffen, verwittern wegen Wind und Wetter schnell und werden daher nie gefunden. Im ewigen Eis der Pole und in den trockensten Wüsten der Erde besteht die größte Chance, einen Meteoriten zu finden, denn hier kommt es kaum zu Verwitterung.

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Die Gefahr aus dem All Haben die Meteoriten eine Größe von mehr als 50 Metern und wiegen dabei mehr als 100.000 Tonnen, so können sie schon verheerende Schäden verursachen. Steinmeteoriten können beispielsweise durch die Reibung in der Erdatmosphäre zerplatzen, bevor sie den Boden erreichen. Dies erzeugt gewaltige Druckwellen, die große Gebiete zerstören können. Auf diese Weise entwurzelte 1908 der Tunguska-Meteorit in Sibirien alle Bäume in einem Gebiet so groß wie Luxemburg. Treffen große Meteoriten auf die Oberfläche, so können sie gewaltige Krater in die Erdkruste reißen. Ein Beispiel hierfür ist der Barringer-Krater in Arizona, USA. Hier stürzte ein etwa 300.000 Tonnen schwerer und cirka 50 Meter großer Meteorit vor 50.000 Jahren auf die Erde. Er sprengte dabei einen Krater mit 1,2 Kilometer Durchmesser und 170 Meter Tiefe in die Erde.

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Landsat 7

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Der Manicouagan-Krater in Kanada ist mit über 20 Kilometer Durchmesser einer der größten Impaktkrater der Erde.

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DLR

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Am 6. April 2002 konnte man in weiten Teilen Bayerns eine helle Lichtspur am Himmel erkennen. Dank des Deutschen Feuerkugelnetzes konnte die Flugbahn des Meteors bestimmt werden und später sogar Bruchstücke des Himmelskörpers in der Nähe von Schloss Neuschwanstein gefunden werden. Links das Gesamtbild dieser Nacht mit den kreisförmigen Spuren der Sternenbewegung und der eher geradlinigen Bewegung des Meteoriten. Rechts eine Ausschnittsvergrößerung.

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DLR

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Die Station Streitheim im Deutschen Feuerkugelnetz.

Besuch in Deutschland Am 6. April 2002 sorgte in den frühen Abendstunden eine grelle Leuchterscheinung in Süddeutschland für Aufregung. Ein Meteor stürzte nur wenige Kilometer neben das berühmte Schloss Neuschwanstein. Die drei später gefundenen Fragmente sind zusammen etwa 5 Kilogramm schwer und erzeugten keine Einschlagskrater. Anders der Meteorit, der vor etwa 15 Millionen Jahren den Krater freisprengte, der heute als Nördlinger Ries bekannt ist. Der etwa 1,5 Kilometer große Brocken schuf einen 25 Kilometer messenden Krater. Er war bei seinem Aufschlag gut 70.000 km/h schnell. Wahrscheinlich zerbrach er auf dem Weg durch die Atmosphäre in mehrere Teile, wodurch das benachbarte Steinheimer Becken entstand.

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Früher oder später Der Chicxulub-Krater vor der Küste Mexikos ist eines der bekanntesten Impaktereignisse. Er wurde durch geophysikalische Messungen gefunden. Als der Meteor aufschlug, verdampften viele Kubikkilometer Gestein. Die Anziehungskraft der Krustengesteine im Bereich des Kraters hat sich dadurch deutlich verringert. In Schwerefeldmessungen lassen sich diese charakteristischen Unterschiede eindeutig nachweisen. Die durch diesen Aufschlag ausgelösten Druck- und Hitzewellen sowie die aufgewirbelten Staubwolken werden mit dem Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren in Verbindung gebracht. Einen solchen Mega-Impakt wird es sicher wieder geben. Die Frage ist nur, ob morgen, in einer Woche oder in tausend Jahren. Statistisch trifft nur etwa alle Millionen Jahre ein Meteorit von mehr als 1 Kilometer Durchmesser auf die Erde.

Der Chicxulub-Krater vor der Mexikanischen Golfküste gilt als prägendes Ereignis in der Erdgeschichte. Man kann sein Alter auf etwa 65 Millionen Jahre bestimmen. Einige Theorien vermuten in ihm die Ursache für das Aussterben der Dinosaurier.

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D.Davis/NASA

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Diese Zeichnung macht die gewaltigen Kräfte bei einem großen Einschlagsereignis deutlich. Ein etwa 400 Kilometer großer Meteor hätte bei einer Kollision mit der Erde verheerende Auswirkungen auf das Leben auf unserem Planeten. Wissenschaftler rechnen mit einem solchen Ereignis alle 500 Millionen Jahre.

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D. Brinkmann

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NASA, ESA und viele weitere internationale Experten diskutieren über mögliche Abwehrmaßnahmen eines Meteoriteneinschlags. Ob es jemals gelingen wird, einen Einschlag wie den von Aorounga/Tschad, zu verhindern?

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Die Zeit ist der Schlüssel Zeit ist der Faktor, der uns vor einem Einschlag schützen kann. Mit etwa 10 Jahren Vorwarnzeit könnten die international von Astronomen und Physikern diskutierten Abwehrmethoden einen Zusammenstoß vermeiden: - Sprengung des Meteors: Dies könnte dazu führen, dass statt eines Körpers nun mehrere auf die Erde zu rasen. - Ablenken des Meteors: Eine Variante sieht vor, dass eine Nuklearrakete direkt neben dem Meteor gesprengt wird. Die Druckwelle könnte ihn dann aus seiner Bahn schieben, so dass er an der Erde vorbeifliegt. Auch könnten Triebwerke an ihm angebracht werden. Der Einsatz eines riesigen Sonnensegels könnte ebenfalls den Kurs des »Außerirdischen« verändern. - Evakuierung der Bevölkerung: Wenn ausreichend genau berechnet werden kann, wann und wo der Meteor aufschlägt, wäre auch eine Evakuierung möglich. Vor den Auswirkungen eines Zusammenstoßes würde dies aber nicht schützen.

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Landsat 7/USGS

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Eines der außergewöhnlichsten Impakt-Ereignisse ist heute in Form eines 22 und eines 32 Kilometer großen Sees sichtbar: der DoppelEinschlag von Clearwater/Kanada, vor 230 Millionen Jahren.

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Der größte Krater der Erde ist die Vredefort-Struktur in Südafrika. Vor über 3 Milliarden Jahren riss hier ein Meteorit einen mehr als 320 Kilometer langen und 180 Kilometer breiten Krater. Einer der jüngsten Meteoritenkrater ist der etwa 50.000 Jahre alte Barringer-Krater in Arizona /USA. Er ist gut 1,2 Kilometer groß. Der Bosumtwi-Krater in Ghana ist rund 1 Million Jahre alt. Der etwa 6 Kilometer große Krater ist heute mit einem kreisrunden See gefüllt und gilt bei den Ashanti als heiliger See. Der Gosses Bluff-Krater ist direkt nach seiner Entstehung über 20 Kilometer groß gewesen. Nach mehr als 140 Millionen Jahren Verwitterung misst der heute 150 Meter tiefe Krater nur noch etwas weniger als 5 Kilometer im Durchmesser. Ein 100 Tonnen schwerer Meteor explodierte am 12. Februar 1947 über Ostsibirien. Die Fragmente des SichoteAlin-Meteoriten rissen dabei mehr als 120 Krater, deren größte einen Durchmesser von rund 20 Meter haben. Die Sudbury-Struktur in Ontario /Kanada, gilt als zweitgrößter Meteoriteneinschlag. Vor 1,8 Milliarden Jahren traf hier ein über 200 Kilometer großer Meteorit die Erde.

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CARE: Wir schicken Zukunft! CARE: Das bedeutet »sich kümmern«. Seit 1945 steht CARE für eine einzigartige Hilfsorganisation, die gegründet wurde, um den Not und Hunger leidenden Menschen im Nachkriegseuropa – vor allem in Deutschland – beizustehen. Das millionenfach gespendete CARE-Paket wurde in den letzten 60 Jahren zum Symbol direkter Hilfe von Mensch zu Mensch. Heute gehört Deutschland zu den reichsten Ländern der Welt – aber CARE wird immer noch dringend gebraucht: in Krisen- und Katastrophengebieten weltweit. Über 17.000 CARE-Mitarbeiter betreuen weltweit 850 Hilfsprogramme in 70 Ländern: um schnell und effizient Not zu lindern und Armut zu überwinden. So z.B. im Allai-Tal nach dem verheerenden Erdbeben in Pakistan vom Oktober 2005. CARE stellte Zelte und sogenannte »Überlebenspakete« zur Verfügung, mit denen die betroffene Bevölkerung ihre Notunterkünfte winterfest machen konnte. Nach Abschluss der akuten Nothilfe ist CARE im Allai-Tal geblieben: Derzeit werden Bewässerungssysteme in Stand gesetzt und Schulen wieder aufgebaut. Zusätzlich organisiert CARE, in enger Zusammenarbeit mit den Verantwortlichen vor Ort, Weiterbildungskurse in erdbebensicherer Bauweise – damit die Bevölkerung des Allai-Tals besser für zukünftige Krisen gewappnet ist.

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CARE in Deutschland – die Rettung in der schweren Nachkriegszeit.

Wiederaufbau nach dem Erdbeben: CARE baut Schulen fĂźr die Kinder im Allai-Tal.

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Dorfbewohner in Vietnam erarbeiten gemeinsam mit Regierungsbeamten einen Notfall-Plan f端r die Gemeinde. Hilfe nach Katastrophen bringt neuen Mut.

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Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt von CARE ist die Katastrophenvorsorge. Ziel ist es, die negativen Auswirkungen extremer Naturereignisse zu verhindern bzw. zu minimieren. In Laos und Vietnam z.B. entwickelt CARE gemeinsam mit der Bevölkerung Krisenpläne, installiert Frühwarnsysteme und bietet Schulungen für Katastrophenschutzteams an. Im Vordergrund aller Präventionsmaßnahmen steht immer die Sensibilisierung der Bevölkerung, denn ohne adäquate Krisenreaktion der betroffenen Menschen bleibt die Effizienz von Frühwarnsystemen fraglich. Eine verantwortungsvolle Hilfe sollte immer die Zusammenhänge zwischen Katastrophe, Wiederaufbau und Entwicklung berücksichtigen.

CARE International Deutschland e.V. Dreizehnmorgenweg 6 53175 Bonn Tel.: 0228 - 975 63 - 0 E-Mail: info@care.de www.care.de Ihre Spende kommt an! Konto 4 40 40, Sparkasse KölnBonn, BLZ 370 50 198

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S. LOWTHER/SPL.

Aschewolken 端ber dem Mt. St. Helens in den USA am 22. Juli 1980.

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Dankeschön

Arbeitsstelle Forschungstransfer Münster (AFO) · Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) · Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) · Care International · Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge e.V. (DKKV) · Deutsches Museum München · Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) · EMC2 · ETH Zürich · Fujitsu-Siemens · GEOBRUGG · GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) · Iceland Tourist Board · International Year of Planet Earth · Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS) · LGRB Baden-Württemberg · LTKdo Luftwaffe · Mineralogische Staatssammlung München · MMCD · Münchener Rück · Museum Burg Ranis · Museum Mensch und Natur München · National Park Service (NPS) · Rieskrater-Museum · Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft · Stadt Münster · United States Geological Survey (USGS) · Universität Bremen · Universität Frankfurt · Universität Hamburg · Universität Jena · Universität Leipzig · Universität München · Universität Münster · Volcano Discovery · Wölfel Beratende Ingenieure

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Das Ausstellungsteam

Leitung Dr. Ludwig Stroink Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Konzeption, Text & Realisierung Simon Schneider Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Grafik, Gestaltung & Layout Grit Schwalbe Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Verträge & Organisation Nicole Adamczak Koordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, Lektorat Dr. Roland Kroemer, Berlin Ausstellungsarchitektur Jeannette Witrahm, Luxemburg Messebau Luplow & Karge, Werder/Havel Modellbau Audiotechnik H. Schütte, Liebenburg Hinz & Kunst, Braunschweig Scharstein/Geräteentwicklung, Berlin Dahle, Goslar Aufbau Dahle & Zellmann, Goslar

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B. Edmaier/SPL

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Der Krater des Upheaval-Dome in Utah/USA hat einen Druchmesser von 端ber 1.500 Metern und ist knapp 500 Meter tief.

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ISBN 3-9808780-5-8

Die Wanderausstellung »Unruhige Erde« ist ein Beitrag zu dem Forschungs- und Entwicklungsprogramm GEOTECHNOLOGIEN. Die Forschungsvorhaben dieses Programms sollen dazu beitragen, nachhaltige Konzepte zur Nutzung der Erde und zum Schutz der auf ihr lebenden Menschen zu entwickeln. Die Forschungsprojekte konzentrieren sich daher auf 13 thematische Schwerpunkte, die sich durch ihre gesellschaftliche Relevanz und ihr besonderes Potential zur interdisziplinären und anwendungsorientierten Forschung auszeichnen. Das Programm GEOTECHNOLOGIEN hat eine Laufzeit von 10 Jahren und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. (www.geotechnologien.de)

Unruhige Erde  

Broschüre zur GEOTECHNOLOGIEN-Wanderausstellung "Unruhige Erde"

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