Unruhige Erde

Katalog zur Wanderausstellung

UnruhigeErde Naturgefahren

und ihre Risiken

NAI MediaAward Winner

2007

Katalog_gesamt.qxd 12.12.2007 10:56 Uhr Seite 1

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Katalog zur Wanderausstellung

UnruhigeErde Naturgefahren

und ihre Risiken


BezugKoordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIENTelegrafenberg, 14473 PotsdamTel.: 0331 - 62 01 48 00 Fax: 0331 - 62 01 48 [email protected]

TitelbildVolcanoDiscovery / Tom Pfeiffer

Impressum


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Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Ausstellungskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

ErdbebenKontinente wandern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Gestein unter Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Signale aus der Tiefe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Nach oben offen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Spürbar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Unvorhersagbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Frühwarnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Unter der Wasseroberfläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Die schnelle Welle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Riesenwellen: auch bei uns? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32TEWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

VulkaneFaszination Vulkan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Wo sich Grenzen auflösen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Heiße Flecken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Unterschiedliche Charaktere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Vulkane und Sektflaschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Inhalt


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Gefährliche Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Hightech auf dem Feuerberg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Vulkane vor der Haustür. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Europas Feuerberge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

ErdrutscheUnd sie bewegt sich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Die Schwerkraft macht’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Gefahren vor unserer Tür. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Risiken und Nebenwirkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Kleinste Anzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

MeteoritenAnfang und Ende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Zahlreiche Besucher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Verschollen im Meer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Die Gefahren aus dem All . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Besuch in Deutschland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Früher oder später . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Die Zeit ist der Schlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Zahlen und Fakten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

CARE: Wir schicken Zukunft! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92


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Ströme glühender Lava brechen in mächtigenFontänen aus den Tiefen der Erde hervor; kolli-dierende Kontinentalplatten lassen die Erdkrustebrechen und abrutschende Berghänge begrabenganze Landstriche unter sich. Naturereignissewie diese zeigen, welche enormen Kräfte in undauf der Erde am Werke sind. Sie sind grandiosesNaturschauspiel, zerstörerische Kraft und immerwieder Neuanfang.

Die sehr unterschiedlichen Facetten von Naturer-eignissen stehen im Mittelpunkt der Wanderaus-stellung »Unruhige Erde«. Sie ist zwischen dem28. September 2006 und dem 19. Januar 2008in sechs deutschen Städten zu sehen. Welche Ur-sachen und Wirkungen haben Erdbeben undVulkanausbrüche? Wann kommt es zum näch-sten Meteoriteneinschlag? Wann werden Natur-ereignisse zu Katastrophen und warum zieht esdie Menschen immer wieder an die Orte größterGefahren? Wir wollen auf diese Fragen »begreif-

bare« Antworten geben: mit Exponaten zum Mit-machen, interaktiven Computeranimationen, spek-takulären Satellitenaufnahmen und vielem mehr.

Die von der Geschäftsstelle GEOTECHNOLOGIENkonzipierte und organisierte Ausstellung beglei-tet den neuen Forschungsschwerpunkt »Früh-warnsysteme gegen Naturgefahren«, der imRahmen des Sonderprogramms GEOTECHNOLO-GIEN durch das Bundesministerium für Bildungund Forschung (BMBF) gefördert wird. Schonheute leben 75 Prozent der Weltbevölkerung inGebieten, die im Laufe der letzten 20 Jahre vonNaturkatastrophen heimgesucht wurden. Früh-warnung und Vorsorge werden daher immerwichtiger und erfordern eine begleitende undvorausschauende Forschung.

Wir wünschen Ihnen viel Spaß und ein paar auf-regende Stunden bei der Entdeckung unsererunruhigen Erde.

Vorwort

Prof. Dr. Volker Mosbrugger

Vorsitzender des Lenkungsausschusses

GEOTECHNOLOGIEN

Dr. Ludwig Stroink

Leiter Koordinierungsbüro

GEOTECHNOLOGIEN

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11

Es vergeht kaum eine Woche, in der wir nicht mitNachrichten über den Ausbruch eines Vulkans,der Erschütterung durch ein Erdbeben oder an-derer Naturereignisse konfrontiert werden. Je-doch werden Hintergründe und Ursachen meistnur stichwortartig erwähnt. Da Naturgefahrenund deren Risiken aber nicht nur für Wissen-schaftler ein spannendes Medium sind, haben wireinige davon herausgegriffen und zum Themader Wanderausstellung »Unruhige Erde« gemacht.

Aufgeteilt in die vier Themenfelder »Erdbeben«,»Vulkane«, »Erdbewegungen« und »Meteoriten«,möchten wir Sie mit diesen Naturereignissen be-kannt machen. Da Sie sicher zu diesen Themenviele Fragen haben, verzichten wir, wie sonst üb-lich, auf große Überschriften und leiten unsereInfotafeln mit eben diesen Fragen ein. Sie sollenwie die großen »Schlagzeilen« einer Tageszei-tung wirken und den Besucher schnell zu den ihninteressierenden Inhalten leiten. Kurze Antwor-ten werden Ihnen, abseits der Wissenschafts-sprache, die wichtigsten und wesentlichsten Fak-ten liefern. Wo Fachbegriffe nicht zu umgehensind, werden diese an entsprechender Stelle fürSie erläutert. So erfahren Sie unter anderem, wa-rum die »Richter-Skala« eigentlich »Richter-Gu-tenberg-Skala« heißen müsste und was die For-scher unter einem »Orogen« verstehen.

Die Lichtsäulen zu Beginn jedes Abschnittes führenSie mit einem Augenzeugenbericht in den jeweili-gen Themenbereich ein. Zur Orientierung inner-halb der Ausstellung haben wir Piktogramme ent-wickelt, die Sie durch die verschiedenen Themen-komplexe begleiten. Neben den Informationstafelnbieten großformatige Bilder einen neuen Blick aufdie Naturphänomene. Wir haben für Sie Exponateaus der Wissenschaft, der Prävention, des Schutzesund der Hilfe ausgewählt und zusammengetragen.Einige von ihnen wurden extra für diese Aus-stellung angefertigt, um aktuelle wissenschaftlicheErkenntnisse sowie neueste Techniken und Metho-den aus Forschung und Praxis darzustellen.

Wir hoffen, dass Sie – wie wir auch – mit Begeiste-rung und großem Interesse Naturgefahren undderen Risiken als faszinierende Phänomene für sichentdecken und Antworten auf Ihre Fragen erhal-ten. Sollten Sie nach der Ausstellung noch offeneFragen haben, können Sie diese gern in »Ask aProf.« loswerden. Wir freuen uns sehr auf IhreAnregungen und Hinweise und wünschen Ihneneine abwechslungsreiche, interessante und kurz-weilige Ausstellung!

Grit SchwalbeSimon Schneider

Das Ausstellungskonzept



Erdbeben –auf schwankendem Grund


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Die San-Andreas-Verwerfung in der Car-

rizo-Ebene in Kalifornien. Hier reiben die

Pazifische (links im Bild) und die Nordam-

erikanische Platte (rechts im Bild) aneinan-

der, während sie aneinander vorbeitreiben.

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Wal

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Kontinente wandern

Unsere Erde ist ein dynamischer Planet. Auch wenn wir es ihm nicht anse-hen, so verändert er sein Aussehen doch ständig. Die ungeheuren Tempe-raturen von bis zu 5000 °C, die heute im Erdkern herrschen, sind hierfürder Motor. Sie treiben riesige Materialströme an, deren Bewegung in derWanderung der Kontinentalplatten sichtbar wird: jener Puzzle-Teile, die dieäußerste Kruste unserer Erde bilden. Die Bewegung der Kontinentalplattenreicht von wenigen Millimetern pro Jahr (zum Beispiel die Bewegung zwi-schen der Afrikanischen und der Antarktischen Platte) bis zu »Kontinental-Sprintern«, die durchaus 20 Zentimeter im Jahr schaffen (zum Beispiel dieBewegung der Nasca-Platte relativ zur Pazifischen Platte).

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Der Versatz eines Fluss-

tals in der Carrizo-

Ebene zeigt deutlich

die Dynamik der San-

Andreas-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 demErdinnern empor und neue Kruste wird gebildet. Die Insel Island liegt bei-spielsweise auf einer solchen »Nahtstelle«. Bewegen sich die Platten auf-einander zu, kollidieren sie miteinander. Solche Kollisionen haben zurBildung des Himalaya oder auch der Alpen geführt. Darüber hinaus kön-nen zwei Platten auch einfach horizontal aneinander vorbeigleiten. Daswohl bekannteste Beispiel ist die San-Andreas-Verwerfung an der West-küste 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 heftigenRucken entlädt. Ein Erdbeben!

Die Plattengrenzen der Erde lassen sich in

drei Klassen unterteilen: die divergenten

Grenzen, wo Platten voneinander weg-

treiben (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, grün = transversal


18

Das Zheng-Heng-Seismoskop

gilt als erstes »wissenschaft-

liches Instrument« zur

Registrierung von Erdbeben.

Signale aus der Tiefe

Die Signale, die ein Erdbeben aussendet, werden mit Seismographen aufge-zeichnet. Erdbebensignale bestehen unter anderem aus den Ober-flächenwellen, die sich entlang der Erdoberfläche ausbreiten, und den»Raumwellen«. Diese vom Hypozentrum, dem eigentlichen Ort des Erd-bebens, ausgestrahlten Wellen durchlaufen den gesamten Erdkörper undsind für die Seismologie daher von großem Interesse. Sie nehmen auf ihremWeg durch den Planeten an jeder Materialgrenze Informationen über dieseGrenzschicht auf. Sie werden dort reflektiert, verformt oder in andere Wel-lentypen umgewandelt. Die Aufgabe der Seismologen ist es nun, dieseunterschiedlichen Informationen aus einem Seismogramm auszulesen undso etwas über den Aufbau unseres Planeten zu lernen. Ohne die Beobach-tung von Erdbeben wüssten wir nahezu nichts über das Innere der Erde.

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wee

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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 kön-

nen. Dieses Seismogramm zeigt das schwere Erdbeben im Dezember 2004

in Indonesien und wurde am Observatorium in Rüdersdorf aufgenommen.

GFZ

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Cal

Tech

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Beno Gutenberg, Geophysiker aus Darmstadt (oben), und

Charles F. Richter aus Hamilton, Ohio, (rechts) entwickelten 1935

gemeinsam die Richter-Skala zur Klassifizierung von Erdbeben.

Cal

Tech


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Nach oben offen

Seit Anfang der 40er Jahre können Erdbeben weltweit mit-einander verglichen werden, egal wo und wie tief in derErde sie sich ereigneten. Dies wurde durch die Arbeit vonCharles F. Richter und Beno Gutenberg möglich. Die vonihnen entwickelte Richter-Skala wird heute als Maß derStärke eines Bebens überall auf der Erde verwendet. Siebesagt, wie viel Energie ein Erdbeben freigesetzt hat. Dadie Skala nicht linear verläuft, ist ein Beben der Stärke 4etwa 30-mal stärker als ein Beben der Stärke 3. Ein Bebender Stärke 5 ist dann schon fast 1000-mal stärker. Dass dieRichter-Skala »nach oben offen« ist, liegt an ihrer mathe-matischen Beschreibung. Realistisch sind Werte bis etwa10. Interessant ist zudem, dass die Skala auch »nach untenoffen« ist. So erzeugt eine Stecknadel, die aus einemMeter Höhe auf eine Stahlplatte fällt, etwa ein Beben derStärke -1. Diese leichten Erschütterungen werden auch alsMikroseismik bezeichnet.


Nach dem Erdbeben im August 1999

in der Türkei waren die Veränderun-

gen für jeden sogar im Alltag spürbar.

So wurde der hintere Teil dieser Tank-

stelle um mehrere Meter versetzt, an

anderer Stelle spaltete die Bewegung

der Erdplatten sogar einen Baum.

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/GFZ

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23

Nach dem Erdbeben im Dezember 2004 vor Indonesien liefen

die Erdbebenwellen mehrmals um die Erde. Die schwarzen Pfei-

le markieren die Wellenfront, die vom Epizentrum in Richtung

Westen verliefen, die roten zeigen die Signale, die sich in Rich-

tung Osten ausbreiteten.

Spürbar

Etwa ab einer Stärke von 2 (man spricht dann von der Magnitude 2) sindErdbeben für den Menschen spürbar. Vergleichen lässt sich eine solcheErschütterung mit der eines LKW’s, der nahe an einer Person vorüberfährt.Ab einer Stärke von etwa 5 können Erdbeben überall auf der Erde regi-striert werden. Viele Beben in Japan oder Nord- und Südamerika werdendaher auch an den Stationen in Deutschland erfasst. Die Signale besondersstarker Beben können sogar mehrmals um die Erde laufen. Das Signal desErdbebens, das sich im Dezember 2004 in Indonesien ereignete, wurdegleich 5-mal an deutschen Stationen registriert.


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Unvorhersagbar

Erdbeben treten spontan und ohne Vorwarnung auf. Wann das Gestein zerbricht, wo genaudies 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 findenin einem sehr eng begrenzten Bereich entlang der Plattengrenzen statt. Hier ist die Wahr-scheinlichkeit für das Auftreten eines Bebens sehr hoch. Aus der Betrachtung der seismischenGeschichte einer Region können zudem sogenannte Wiederkehr-Zyklen bestimmt werden. Dieserscheinbare Rhythmus, in welchem Erdbeben auftreten, gibt Aufschluss über einen Zeitraum, indem ein Beben sehr wahrscheinlich ist. Er lässt auch Aussagen über die mögliche Stärke einesBebens zu. Das alles sind aber nur Wahrscheinlichkeiten – keine Vorhersagen!So treten an der türkischen Mittelmeerküste mit einer Wahrscheinlichkeit von 10 % alle 50Jahre 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.


25

Bei einem Erdbeben in Taiwan wurde deutlich, dass auch der Unter-

grund, auf dem Häuser gebaut sind, eine wichtige Rolle spielt. So

stand dieses Haus zum Teil auf sandigem Boden und konnte bei den

Bodenerschütterungen zu einer Seite kippen.

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R

apim

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26

Durch den Einsatz eines Frühwarnsystems

werden in Kalifornien bei einem Erdbe-

ben alle Brücken und Verkehrswege ge-

sperrt. Wäre der Feierabendverkehr wäh-

rend des Bebens am 17. Oktober 1989

nicht angehalten worden, hätte es beim

Zusammenbruch der Oakland Bay Bridge

sicher Opfer gegeben.

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In Japan wird schon seit einigen Jah-

ren ein Frühwarnsystem betrieben.

Hier können in der Notfallzentrale

Gasleitungen gestoppt, chemische

Produktionen gedrosselt und der

öffentliche Verkehr angehalten wer-

den. Ohne eine Frühwarnung hätte

es hier am Hochgeschwindigkeitszug

Shinkansen im Oktober 2004 ein

schweres Unglück gegeben.

Frühwarnung

Trotz aller Zerstörungskraft: Der Mensch hat durch die Beobachtung vonErdbeben auch sehr viel gelernt. Wir wissen nicht nur, wie unser Planetaufgebaut ist und welche Dynamik in seinem Innern herrscht, wir könnenauch versuchen, die Auswirkungen von Erdbeben zu verringern. Findet einErdbeben statt, so werden von ihm schnelle, eher harmlose Schallwellenausgesendet, die am Seismographen registriert werden, noch bevor dielangsameren, zerstörerischen Wellen an der Station ankommen: kostbareSekunden, um etwa Gasleitungen zu schließen, den öffentlichen Verkehranzuhalten und die chemische Produktion zu drosseln. Diese Maßnahmenhelfen, Schäden deutlich zu verringern.Auch die Warnung vor verheerenden Flutwellen, Tsunamis, kann auf dieseWeise effektiver gestaltet werden. So basiert zum Beispiel das von Deutsch-land gebaute Tsunami-Frühwarnsystem im Indischen Ozean auf der Re-gistrierung von Erdbebensignalen.

27

apim

ages


28

Unter der Wasseroberfläche

Ereignen sich große Massenbewegungen im Meer, so dringt Wasser sehrschnell in den entstandenen Freiraum. Die Auslöser und Ursachen hierfürkönnen Erdbeben, Erdrutsche, Vulkane oder Meteoriten sein. Gleiten zumBeispiel große Mengen Sediment an Steilhängen im Ozean plötzlich in denAbgrund, strömt Wasser in den entstandenen Freiraum nach. In einerKettenreaktion führt dies zu Wasserbewegungen, die die gesamte Wasser-säule, vom Ozeanboden bis zum Meeresspiegel, erfassen können. Die Fol-ge sind gewaltige Wellen: Tsunamis. Während eines Erdbebens können rie-sige Gesteinsschollen ruckartig angehoben oder abgesenkt werden. So fin-det sich im Indischen Ozean eine Gesteinsstufe von bis zu 9 Meter Höhe,deren plötzliches Entstehen während des Bebens im Dezember 2004 denfolgenden Tsunami auslöste. Der wohl bekannteste Tsunami vulkanischenUrsprungs ereignete sich im August 1883. Ein 40 bis 50 Meter hoherTsunami rollte nach dem Ausbruch des Krakatau in Indonesien über diebenachbarten Küstenstreifen.

Dieser Holzschnitt

(ukiyo-e) ist womög-

lich eine der ältesten

Darstellungen eines

Tsunamis.

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Der Ort Gleebruk in

Indonesien wurde vom

Tsunami im Dezember

2004 völlig zerstört.

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NO

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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 Küste entlanggerast.


31

Die schnelle Welle

In allen Meeren und Ozeanen hat man schon Tsunamis beobachtet. Auchaus dem Mittelmeer sind Berichte von solchen Flutwellen bekannt.Da die Riesenwellen auf dem Meer nicht zu spüren sind, aber an Küstenund Häfen zu verheerenden Schäden führen können, gaben japanischeFischer diesem Phänomen den Namen Tsunami: »Hafenwelle«. Auf demoffenen Meer nur rund 10 - 50 Zentimeter hoch, aber von Wellenkamm zuWellenkamm bis zu 500 Kilometer lang, können sich Tsunamis an derKüste zu gewaltigen Wasserbergen aufbauen.Tsunamis sind keine einzelnen Wellen. Ein Tsunami besteht vielmehr auseinem Wellenpaket, einer Folge von Wellen. Sie sind zudem enormschnell: Nach dem Beben im Dezember 2004 in Indonesien erreichte derfolgende Tsunami innerhalb von 10 Stunden die knapp 6000 Kilometerentfernte Stadt Sydney in Australien – er war dort aber zum Glück nurnoch wenige Zentimeter hoch.


32

Riesenwellen: auch bei uns?

464 v. Chr.: Ein starkes Erdbeben erschüttert die Region des östlichen Mit-telmeeres. Nur wenige Minuten später rollt eine gewaltige Flutwelle überdie Küstenregionen Griechenlands hinweg. Später werden die Ge-schichtsschreiber von über 100.000 Toten berichten.1.11.1755: Ein Erdbeben und der darauf folgende Tsunami töten über60.000 Menschen an den Küsten Portugals, Spaniens und Marokkos. InLisabon werden Wellen von über 10 Metern Höhe beschrieben.Solche Tsunami-Katastrophen haben sich zum Glück in den letztenHundert Jahren nicht mehr im europäischen Raum ereignet. Dennoch zei-gen sie, dass es auch im Atlantik und dem Mittelmeer Tsunamis gebenkann. Zuletzt starben am 10. Oktober 1979 nach einem Erdbeben vorAlgerien 10 Menschen an der französischen Mittelmeerküste durch einenTsunami. Die deutsche Nord- und Ostsee-Küste ist jedoch relativ sicher.Dies liegt vor allem daran, dass weder die Nordsee noch die Ostsee tiefgenug sind, um riesige und zerstörerische Wellen entstehen zu lassen.


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USG

S

Der Tsunami 1946 im Pazifik war der Startschuss für das Pacific

Tsunami Warning Centre auf Hawaii. Seit 1949 werden von Ewa

Beach aus Frühwarnungen bei drohenden Tsunamis für den

gesamten Pazifik ausgegeben.


34

Die weitreichenden Veränderungen der Küstenregionen, wie

hier nach dem Tsunami im Dezember 2004 in Indonesien, kön-

nen durch ein Frühwarnsystem nicht verhindert werden. Man

kann aber die Bevölkerung und die Besucher der Regionen

evakuieren und so Leben retten.

US

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35

TEWS

Die Frühwarnung vor Tsunamis (Tsunami Early Warning System, TEWS) bautauf der Beobachtung möglicher Ursachen dieser Riesenwellen auf. So wer-den zum Beispiel Unterwasser-Seismometer zur Registrierung von Erdbebenund Bodenerschütterungen und auch Bojen zur kontinuierlichen Messungdes Meeresspiegels eingesetzt. Ereignet sich zum Beispiel ein starkes Bebenim Meer, so wird sofort eine Warnung ausgegeben. Zeigen sich dann an ver-schiedenen Meeresspiegel-Bojen in der betroffenen Region sehr lange undschnelle Wellen, so bedroht ein Tsunami die benachbarten Küsten. Durch dieschnelle Analyse der seismischen Signale und der Meeresspiegel-Daten kön-nen Küsten evakuiert und Menschenleben gerettet werden.

Bis voraussichtlich 2008 baut Deutschland ein solches Frühwarnsystem imIndischen Ozean auf. Neben der technischen Hardware stehen dabei auchdie Schulung und Information der Bevölkerung und das Katastrophenma-nagement vor Ort im Fokus der Entwicklung.


36

Das Erdbeben am 18. April 1906 traf San

Francisco hart. Heute gilt es als Geburts-

stunde der modernen Seismologie.

USG

S


37

Die stärksten Erdbeben9.5 Chile, 22.5.19609.2 Prince William Sound, Alaska, 28.3.19649.1 Andreanof Island, Alaska, 9.3.19579.0 Sumatra, Indonesien, 26.12.20049.0 Kamtschatka, 4.11.19528.8 Ecuador, 31.1.19068.7 Guatemala, 25.8.20038.7 Rat Island, Alaska 4.2.19658.6 Sumatra, Indonesien, 28.3.20058.6 Assam, Tibet 15.8.1950

Die meisten Opfer830.000 – Schensi, China, 23.1.1556 800.000 – Tangshan, China, 27.7.1976600.000 – Peru, 28.10.1746 250.000 – Sumatra, Indonesien, 26.12.2004200.000 – Xining, China, 22.5.1927 140.000 – Kanto, Japan, 1.9.1923 100.000 – Chihli, China, 27.9.1290 100.000 – Italien, 1783

Die stärksten gemessenen Beben in Deutschland6.2 Düren, Rheinland, 18.2.17566.1 Albstadt (südl. Tübingen), 16.11.19115.9 Tollhausen (westl. Köln), 26.8.18785.9 Roermond (NL-D-Grenze), 13.4.1992

(Dieses Beben wurde sogar in Berlin, München und London gespürt.)5.7 Albstadt (südl. Tübingen), 3.9.19785.5 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.



Vulkane –auf heißen Sohlen


40

Als am 3.1.1983 die

ersten Spalteneruptio-

nen am Kilauea auf

Hawaii begannen, hätte

niemand mit einer über

23 Jahre andauernden

Aktivität gerechnet.

USG

S


41

Faszination Vulkan

Spektakulär! Atemberaubend! Einzigartig! Genau so beschreiben wir einenVulkanausbruch, wenn wir ihn aus sicherer Entfernung mit eigenen Augenerleben können.

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

Die Aschewolke am Mt. St. Helens reich-

te im März 1980 fast 40 km in den Him-

mel. Sogar in Oklahoma wurde in den

folgenden Wochen die Asche dieses

Ausbruchs nachgewiesen.

USG

S


42

Sim

onSc

hnei

der

Vulkane und Hot-Spots der Erde:

In den letzten 1.000 Jahren waren rund 1.900 Vulkane aktiv

(rote Dreiecke). Zurzeit fördern etwa 25 davon aktiv Lava. Von

etwa 80 Vulkanen wird vermutet, dass es sich um Hot-Spots

handelt (grüne Kreise).


43

Wo sich Grenzen auflösen

Wie die Erdbeben so sind auch viele Vulkane in ihrem Auftreten aufdie Nahtstellen der Kontinentalplatten konzentriert. Dort, wo diePlatten auseinandertreiben, quillt stetig Magma aus dem Erdinnernan die Oberfläche (zum Beispiel am Mittelatlantischen Rücken). Diemeisten Vulkane dieser »Spreizungszonen« sind unterseeische Vul-kane. Nur auf Island und am Ostafrikanischen Graben sind solcheProzesse auch an Land zu beobachten.

Kollidieren zwei Platten miteinander, taucht die eine unter dieandere ab. Sie wird »verschluckt« oder, wie die Wissenschaftlersagen, subduziert. Dabei schmelzen Teile der abtauchenden Plattewieder auf und an der Subduktionszone kommt es zu Vulkanismus(wie zum Beispiel die Vulkane Japans oder Kamtschatkas).


44

Heiße Flecken

Einige Vulkane sitzen weit ab von Plattengrenzen. Diese Feuerberge wer-den Hot-Spot-Vulkane (Heißer Fleck) genannt. Ein Paradebeispiel sind dieVulkane von Hawaii, etwa 3.000 Kilometer abseits jeder Plattengrenze, mit-ten im Pazifischen Ozean. Diese Vulkane fördern Magma aus sehr tiefenBereichen des Erdinnern, das so heiß ist, dass es sich durch die Erdkrustehindurch nach oben schweißt. Da ein solcher Hot-Spot nicht mit der darü-ber hinweg gleitenden Krustenplatte verbunden ist, entstehen immer wie-der neue Vulkankegel, die perlschnurartig aufgereiht sind. Neben der Hawaii-anischen Vulkankette sind noch etwa 80 weitere Hot-Spots bekannt (zumBeispiel Galapagos, Yellowstone oder auch Island). Einige Vulkanologenvermuten auch unter der Eifel in Deutschland einen Hot-Spot.


45

Die Hawaii-Vulkankette reicht von den weit

entfernten Vulkanresten der Detroit Sea-

Mounts über mehr als 7.000 km durch den

Pazifik und endet heute am unterseeischen

Vulkan Loihi (unten rechts).

DLR


46

MM

CD


47

Unterschiedliche Charaktere

Jeder Vulkan ist einzigartig, dennoch lassen sich die Feuerberge in unterschied-liche Klassen einteilen. Entsprechend ihrem geologischen Aufbau und der che-mischen Zusammensetzung des geförderten Magmas lassen sich sechs Haupt-typen unterscheiden:- Schildvulkane: Sie fördern sehr dünnflüssige Lava. Diese fließt weit ausein-

ander, wobei eine Vulkanform entsteht, die von weitem wie ein umgedreh-tes Schild aussieht. Beispiele sind die Vulkane auf Hawaii. Der einzige deut-sche Schildvulkan ist der Vogelsberg in Hessen.

- Strato- oder Schichtvulkane: Hier lagern sich Aschen, Schutt und Staubabwechselnd mit Lavaausflüssen übereinander. Die Eruptionen verlaufenmeist explosiv. Die Aschen können dabei bis in Höhen von 40 Kilometer indie Erdatmosphäre geschleudert werden. (Bsp.: der Fujiyama in Japan oderder Mt. St. Helens in den USA)

- Asche- und Schlackekegel: Bei diesem Vulkantyp staut sich sehr zähflüssi-ges Magma unter der Erdoberfläche an. Ihre Eruption gleicht meist einer hef-tigen Explosion, bei der große Mengen Asche und Schutt ausgeschleudertwerden. (Bsp.: Sunset Crater, Arizona/USA, oder einige der Vulkankrater aufder Kanareninsel Lanzarote)

- Caldera: »Einsturzkrater«, der sich in besonders großen Vulkanen bildet.Dies geschieht, wenn die leere Magmakammer nach einer Phase intensiverAktivität in sich zusammenbricht. (Bsp.: der Yellowstone-Vulkan in den USA)

- Maar: Trifft sehr heißes Magma im Untergrund auf Wasser, so kann es schonunter der Oberfläche zu gewaltigen Explosionen kommen. Die so entstehen-den Explosionstrichter sind häufig von einem Ring aus Schutt, Asche undSchlacke umgeben. (Bsp.: die Maare der Eifel in Deutschland)

- Spaltenvulkan: Hin und wieder kommt es zu langen Rissen auf der Flankeeines Vulkans. Hier kann es dann zu »Vorhängen« aus Lavafontänen kom-men. (Bsp.: der Laki oder der Hekla auf Island)


48

Der Redoubt Volcano in Alaska

bei einer Eruption 1990.

Vulkane und Sektflaschen

Im tiefen Erdinnern sind große Mengen verschiedener Gase im Magmagelöst. Steigt das geschmolzene Gestein langsam an die Oberfläche, sowird das im Gestein gelöste Gas frei. Es bilden sich Gasblasen, die zuneh-mend größer werden. Entsprechend nimmt die Dichte des Magmas ab, dasso eine zunehmende Auftriebskraft erhält. Kurz unter der Oberfläche kannder Druck auf das umgebende Gestein so groß werden, dass dieses bricht:Der plötzlich abnehmende Umgebungsdruck auf das Magma lässt das Gasschlagartig entweichen. Es kommt zu einer Vulkaneruption. Ähnlichesgeschieht in einer geschüttelten Mineralwasserflasche (Druckaufbau), beider das Wasser beim Öffnen (Druckentlastung) aus der Flasche sprudelt.

Lake

Cla

rkN

P


49

1959 sorgte der Ausbruch des Kilauea Iki mit

spektakulären Lavafontänen für einen gewal-

tigen Besucherzustrom auf den Hawaii-Inseln.

HV

O/U

SGS


50

Eine pyroklastische Wolke

rast 1991 mit über 200

km/h den Unzen-san in

Japan hinab.

apIm

ages


51

Die Eruption des Mauna Ulu

1969 imponierte durch atem-

beraubende Lavaflüsse.

Gefährliche Aktivität

Beeindruckend, aber nicht besonders gefährlich ist die rot glühende Lava, die aus einemVulkan strömt. Das geschmolzene Gestein, das in Lava-Flüssen zu Tal fließt, kann dabeibis 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 enormerGeschwindigkeit zu Tal. Am Mt. St. Helens wurden beispielsweise Geschwindigkeitenvon über 400 km/h gemessen. Die Aschewolken, die ein Vulkan in die Atmosphäre bläst,enthalten große Mengen Aerosole. Diese winzigen Staub-, Asche- und Flüssigkeitsteil-chen können über Monate oder gar Jahre hinweg die Sonne verdunkeln und so dasKlima beeinflussen. Nach dem Ausbruch des Tambora auf Java im April 1815 kam es aufder gesamten Nordhalbkugel zum »Jahr ohne Sommer«. Ausbleibende Ernten hattenhier Tausende Hungertote zur Folge.

D.

Swan

son/

USG

S


52

Bei der Entnahme von

Gasproben müssen die

Wissenschaftler

Gasmasken tragen.

Der Aufbau von Seismographen auf aktiven

Vulkanen ist kein einfacher Job.

USG

S

USG

S


53

Vulkanologen verstauen Gas- und

Gesteinsproben, um sie im Labor

intensiver zu untersuchen.

Hightech auf dem Feuerberg

Die Beobachtung eines Vulkans wird mit großem technischem Aufwandbetrieben. Steigt der Druck unter dem Feuerberg an, brechen häufigSpalten und Gänge im Gestein auf. Die Erschütterungen erzeugen charak-teristische Signale, die auf einen Ausbruch hinweisen können und vonSeismographen aufgezeichnet werden. Mit Gasproben wird die chemischeZusammensetzung der austretenden Gase untersucht. CharakteristischeVeränderungen im Chemismus der Gase deuten auf einen bevorstehendenAusbruch hin. Mit Neigungsmessern (Tiltmetern) wird die Neigung derVulkanhänge vermessen. Durch den zunehmenden Druck im Innern desVulkans »bläht« dieser sich vor einer Eruption auf. Dann werden dessenFlanken steiler und die Neigungsmesser schlagen Alarm. Verformungeneines 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 aufeinen kommenden Ausbruch hinweisen.

USG

S


54

Vulkane vor der Haustür

Weltweit gibt es etwa 1.500 Vulkane, die als aktiv betrachtet werden. Rund25 davon fördern auch in diesem Moment Lava, Asche, Geröll und Staub. Auch Deutschland hat eine lange vulkanische Geschichte, wenngleich es hierkeine aktiven Vulkane mehr gibt. Die letzten waren in der Eifel aktiv. Nur11.000 Jahre ist es her, dass die Aschewolken des explodierenden Laacher-See-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)


spl

55

Die Augen der Eifel sind die Zeugen der starken vulkanischen

Aktivitäten der Vergangenheit. Sie wurden bei heftigen

Explosionen gebildet, als das heiße Magma im Untergrund

mit Wasser in Kontakt kam.


56

Mou

tain

sfr

omSp

ace/

DLR

Der Vatnajökull-Gletscher wird immer

wieder von Ausbrüchen der Vulkane

unter seinem Eisschild aufgeschmolzen.

Hier der Ausbruch des Grimsvötn im

Dezember 1998.

J.H

asko

lans

/A.H

.Jar

osch

Der Ätna auf Sizilien bläst Aschewolken

weit auf das Mittelmeer hinaus.


57

Ohne Vorzeichen erhob sich am

14. November 1963 eine vulkani-

sche Insel vor der Küste Islands.

Surtsey ist heute 1,4 km2 groß

und bis zu 150 Meter hoch.

Europas Feuerberge

Heute ist die Gefahr von Vulkanausbrüchen in Deutschland sehr gering. In der Eifel und imVogtland treten zwar regelmäßig Gase aus dem Untergrund, doch werden diese alsZeichen einer abklingenden vulkanischen Aktivität gewertet. Auch die vielen kleinenErdbeben 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 immerwieder Aschewolken ausgeblasen werden, die im gesamten Mittelmeerraum nachweisbarsind, zeigt der Stromboli gelegentlich ein spektakuläres Lichtspiel aus rot glühendenGesteinsfetzen. Einige Vulkane Islands fördern ebenfalls, mit kurzen Unterbrechungen,aktiv Lava. In aller Welt bekannt wurden sie, als sie sich im September 1996 durch denGletscher Vatnajökull hindurchschmolzen.

vulk

ane.

no


58

Der Ol Doinyo Lengai in Tansania, einer der außergewöhnlich-

sten Vulkane der Erde. Seine Lava ist zunächst pechschwarz und

wird beim Abkühlen schneeweiß.

Fred

Belto

n


59

- Der nördlichste Vulkan der Welt ist der 2.277 Meter hohe VulkanHaakon VII Toppen/Beerenberg auf der Insel Jan Mayen. Er wurde 1970nach langer Ruhe wieder aktiv.

- Der südlichste Vulkan der Welt ist der 3.794 Meter hohe Mount Erebusauf der Ross-Insel in der Antarktis. Er ist ständig aktiv und enthält einen deraktivsten Lavaseen der Erde.

- Der höchste Vulkan der Welt ist nach neuesten GPS-Messungen der6.882 Meter hohe Monte Pissis in Argentinien.

- Der Ausbruch des Toba auf Sumatra vor cirka 76.000 Jahren gilt als eineder stärksten Eruptionen überhaupt. 3.000 Kubikkilometer Material wur-den in die Luft geschleudert, die Erdtemperatur sank im vulkanischen Winterum 5 Grad. Einige Wissenschaftler vermuten, dass der Homo sapiens nachdiesem Ereignis beinahe ausgestorben wäre.

- Der Krakatau in Indonesien bricht am 26. August 1883 nach Jahren derRuhe aus. Zwei Drittel der Vulkaninsel Krakatau wurden gesprengt. Offiziellüber 36.000 Toten starben vor allem durch den anschließenden, bis zu 40Meter hohen Tsunami. Die Aschewolken lösten einen vulkanischen Winteraus, der in den folgenden zwei Jahren weltweit spürbar war.

- Der Tambora in Indonesien explodiert am 10. April 1815. In nur fünfTagen sterben bis zu 80.000 Menschen durch die folgenden Erdbeben undTsunamis. Durch den Eintrag großer Aschemengen in die Atmosphäre wirddie Sonneneinstrahlung so geschwächt, dass das Jahr 1816 als »Jahr ohneSommer« in Nordamerika und Teilen Europas in die Geschichte eingeht.



Erdrutsche –auf bewegtem Grund


62

Am West Lost Trail Creek in Kalifornien/

USA, kam es 1991 durch starke Regen-

fälle zu diesem gewaltigen Erdrutsch.

J.R.

Dav

id,

UM

R


63

Und sie bewegt sich

Mal mit nur wenigen Millimetern am Tag, mal mit Hunderten vonKilometern in der Stunde – mal ein Gemisch aus Erde und Sand, das ineinen Eimer passen würde, mal Tausende von Kubikmetern, die ganzeStädte unter sich begraben können. Massenbewegungen sind vielfältigund so unterschiedlich wie das Material, das sie transportieren. Daherunterteilt die Wissenschaft dieses Naturphänomen in zahlreicheUntergruppen. Der Begriff »Erdrutsch« bezeichnet dabei nur einen be-stimmten Typ dieser Bewegungen. Und doch ist er so präsent, dass jedersofort das Bild von Schlamm, Erde, Geröll und hausgroßen Felsen, dievon einer Wand aus Wasser vorangetrieben werden, vor Augen hat.

Der Murgang von Brig im Wallis/

Schweiz, zeigt die Gewalt, die das

Wasser-Erde-Geröll-Gemisch ent-

wickeln kann.

R.Lo

at/B

WG


64

Die Schwerkraft macht’s

Die Schwerkraft ist die Kraft, die Teile der Erdoberfläche in Bewegung ver-setzen 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 Gesteinsschichtenzur Bildung von Gleitflächen aus Wasser kommen.

- Der Boden ist häufig aus verschiedenen Erdschichten aufgebaut. Einigedieser Schichten, wie etwa Lehm, können durch Änderungen im Grund-wasserspiegel (zum Beispiel durch den Tagebau oder Veränderungen imlokalen Klima) sehr rutschig werden.

- Der Mensch nimmt dem Boden durch die intensive Nutzung und Ab-holzung seine natürliche Verankerung. Dort, wo Pflanzenwurzeln fehlen,können schon kleine Regenmengen zum Abrutschen großer Boden-bereiche führen.

- Durch die Erwärmung des Klimas kann es zum Auftauen derPermafrost-Böden kommen. Der Permafrost hat die lockeren Schichtenam Hang »festgefroren«. Fehlt dieser Halt, können ganze Bergpartienabstürzen.


65

A.

u.S.

Lank

enau

Der Bergsturz von Randa/Schweiz:

30 Millionen Kubikmeter Gestein rutschten

1998 innerhalb von drei Wochen in das Tal.


66

Eine Mure bei Kappl in der Schweiz, 2005.

ASI


67

Gefahren vor unserer Tür

Das Hangkriechen und Hanggleiten ist in den Mittelgebirgen Deutschlands, an der Küsteund auch in den Alpen weit verbreitet. Hierbei bewegen sich die obersten Bodenschichtenmit nur wenigen Zentimetern pro Jahr bergab. Aufgrund dieser geringen Geschwindigkeitwerden langsame Massenbewegungen häufig unterschätzt. Sie stellen aber gerade fürGebäude eine große Gefahr dar.Die Muren des Alpenraumes sind aufgrund ihrer großen Gesteinsfracht besonders zer-störerisch. Das Gemisch aus Geröll und Wasser kann mit einer Geschwindigkeit von über 100 km/h die Hänge hinabrasen. Dabei werden manchmal Felsbrocken transportiert, dieso groß wie Autos sein können. Hin und wieder können Massenbewegungen vorhergesagt werden, so wie im Sommer2006 am Eiger. Sie sind in den Alpen häufig in Zusammenhang mit abschmelzendenGletschern oder dem Auftauen des Permafrosts zu sehen.


68

Risiken und Nebenwirkungen

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

1983 blockierte dieser Erdrutsch in Utah den

Spanish Fork River und staute einen See auf,

der bis zur Ortschaft Thistle reichte.

R.L.

Schu

ster

/U

SGS


69

Der Hebgen-Lake-Erdrutsch versperrte 1959 mit einer 120 Meter hohen

Geröllwand dem Madison River und staute einen großen See auf.

B.Br

adle

y/U

SGS


ASL

Nach dem heftigen Murgang

2005 wurde der Diasbach bei

Kappl in Tirol zur Geschiebesperre

ausgebaut. Die Bachstufen sollen

die gefährliche Gesteinsfracht auf-

fangen und nur das Wasser ins Tal

strömen lassen.


71

Kleinste Anzeichen

Der zerstörerischen Gefahr von Erdrutschen kann durch Frühwarnsystemevorgebeugt werden. Hierzu lösen Wissenschaftler künstliche Erdrutscheaus. Dabei werden dann innovative Schutzbauten und neueste Beobach-tungstechniken getestet. So werden Kamerasysteme und Radarmessungenentwickelt, die einen beginnenden Erdrutsch eigenständig identifizierenund automatisch Frühwarnungen auslösen sollen.In den Alpen werden zurzeit seismische Systeme erprobt, die aufgrundkleinster Bodenerschütterungen frühzeitig Erdrutsche erkennen sollen. Neben Früh- und Vorwarnsystemen bieten Schutzbauten die größteSicherheit. An zahlreichen Hängen werden daher Schutz- und Fangzäuneaufgebaut. Diese haben in erster Linie die Aufgabe, die gefährliche Frachtvon den Wassermassen zu trennen. So kann der Massenbewegung dasgrößte Gefahrenpotential genommen werden.

Der Murgang bei Kappl in der

Schweiz zeigt eindrucksvoll, wel-

che Gesteinsmassen in nur einem

Ereignis bewegt werden. Der

LKW in der unteren Bildmitte ver-

deutlicht die Dimensionen einer

solchen Massenbewegung.

ASL


72

L.M

anig

rass

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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 ein-

dringende Wasser brachte anschließend eine 3 km lange Bergflanke ins Rutschen.


Die größten Erdrutsche in Europa seit Menschen-gedenken:

- 1348 Dobratsch/Kärnten: 150 Millionen KubikmeterGesteinsmassen stürzen in das Gailtal.

- 30. September 1512 Bergsturz Buzza di Biasca im Valledi Blenio: Die Gesteinsmassen stauten einen 5 Kilo-meter langen See auf; der Damm brach 1515 und verwü-stete das Tal des Ticino bis zum Lago Maggiore.

- 2. September 1806 Bergsturz von Goldau/Schweiz:Zwei Dörfer werden von 40 Millionen Kubikmeter Felsverschüttet, 457 Menschen starben.

- 9. Oktober 1963: Vajont (Longarone) im Friaul/Italien: Felssturz von 260 Millionen Kubikmetern ineinen Stausee, rund 2.000 Menschen verloren ihr Leben durch die über die Staumauer hinwegrasende Flutwelle.

- 28. Juli 1987: Morignone (Val Pola)/Italien: 40 Millio-nen Kubikmeter Gestein töten 53 Menschen.

- 1991 Randa/Schweiz: 30 Millionen Kubikmeter Geröllblockieren über Wochen die Zufahrt zum Tal.

73



Meteoriten –aus heiterem Himmel


76

Der Wolfe-Creek-Krater in Australien wurde vor

300.000 Jahren von einem 50.000 Tonnen schwe-

ren Meteoriten gebildet, aber erst 1947 entdeckt.

J.Ba

lly


77

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 über-haupt erst durch Meteoriten möglich gemacht wurde. So deutet vieles dar-auf hin, dass das Wasser, welches das Leben auf unserem Planeten über-haupt erst ermöglicht, von Meteoriten stammt. Auch finden sich die ele-mentarsten Bausteine des Lebens, Aminosäuren, in Meteoriten. Und stattder irdischen vier Arten finden sich in Meteoriten gleich bis zu 230 verschie-dene Aminosäuren.Aber auch viele Ideen über das Ende des Lebens handeln von Meteoriten: Sowird das Aussterben der Dinosaurier mit einem gigantischen Meteoritenein-schlag in Verbindung gebracht.


78

Zahlreiche Besucher

Rund 22.000 größere Meteoriten-Fragmente wurden bisher auf der Erdegefunden. 45 solcher »Außerirdischer« sogar in Deutschland. Aber nur diewenigsten – nur die schnellsten und schwersten – haben einen Einschlags-krater in die Erdkruste gesprengt. Einige der Fragmente sind nur wenigeGramm schwer, andere Brocken wiegen bis zu 60.000 Kilogramm – wie derHoba-Meteorit in Namibia. Dieser schwere Brocken gehört in die Klasseder Eisenmeteoriten. Sie sind in der Regel recht schwer und bestehen über-wiegend aus Eisen. Die anderen Hauptgruppen sind die Steinmeteoritenund die Stein-Eisenmeteoriten.

Insgesamt prasseln rund 40.000 Tonnen außerirdischen Materials pro Jahrauf die Erde nieder. Statistisch etwa zweimal im Jahr fällt ein knapp einenMeter großer Brocken auch auf Deutschland.


79

Der Hoba-Meteorit in Namibia gilt als einer der schwersten

Meteoriten, die keinen Krater gebildet haben. Er wog ursprünglich

60 Tonnen. Da Touristen aber immer wieder Stücke von ihm ab-

brechen, wiegt er heute nur noch gut 46 Tonnen.

S.C

ollin

s


80

Rund 170 Meteoritenkrater sind auf der Erde identifiziert worden.

Immer wieder kommen neue Krater hinzu, wie der erst 2002 ent-

deckte 20 km messende Silverpit-Krater im Sediment der Nordsee.

S.Sc

hnei

der


81

Verschollen im Meer

Etwa einmal im Monat sind irgendwo auf der Welt helle Leuchterscheinungen am Himmelzu beobachten. Meist verglühen diese Meteore vollständig. Doch immer wieder treffen klei-ne Fragmente auf der Erdoberfläche auf. Geschieht dies, werden sie als Meteoriten bezeich-net. Da die Erdoberfläche zu knapp 75 % mit Wasser bedeckt ist, liegen die meisten Frag-mente auf dem Grund der Meere. Die wenigen, die auf dem Land auftreffen, verwitternwegen 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.


82

Die Gefahr aus dem All

Haben die Meteoriten eine Größe von mehr als 50 Metern und wiegen dabeimehr als 100.000 Tonnen, so können sie schon verheerende Schäden verur-sachen. Steinmeteoriten können beispielsweise durch die Reibung in derErdatmosphäre zerplatzen, bevor sie den Boden erreichen. Dies erzeugtgewaltige Druckwellen, die große Gebiete zerstören können. Auf dieseWeise entwurzelte 1908 der Tunguska-Meteorit in Sibirien alle Bäume ineinem Gebiet so groß wie Luxemburg.Treffen große Meteoriten auf die Oberfläche, so können sie gewaltige Kraterin die Erdkruste reißen. Ein Beispiel hierfür ist der Barringer-Krater in Arizona,USA. Hier stürzte ein etwa 300.000 Tonnen schwerer und cirka 50 Metergroßer Meteorit vor 50.000 Jahren auf die Erde. Er sprengte dabei einenKrater mit 1,2 Kilometer Durchmesser und 170 Meter Tiefe in die Erde.


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Der Manicouagan-Krater in Kanada ist mit über 20 Kilometer

Durchmesser einer der größten Impaktkrater der Erde.


84

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 be-

stimmt 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.

DLR


85

Besuch in Deutschland

Am 6. April 2002 sorgte in den frühen Abendstunden eine grelle Leucht-erscheinung in Süddeutschland für Aufregung. Ein Meteor stürzte nur weni-ge Kilometer neben das berühmte Schloss Neuschwanstein. Die drei spätergefundenen Fragmente sind zusammen etwa 5 Kilogramm schwer underzeugten keine Einschlagskrater. Anders der Meteorit, der vor etwa 15Millionen Jahren den Krater freisprengte, der heute als Nördlinger Riesbekannt ist. Der etwa 1,5 Kilometer große Brocken schuf einen 25 Kilometermessenden Krater. Er war bei seinem Aufschlag gut 70.000 km/h schnell.Wahrscheinlich zerbrach er auf dem Weg durch die Atmosphäre in mehrereTeile, wodurch das benachbarte Steinheimer Becken entstand.

Die Station Streitheim im

Deutschen Feuerkugelnetz.D

LR


86

Früher oder später

Der Chicxulub-Krater vor der Küste Mexikos ist eines der bekanntestenImpaktereignisse. Er wurde durch geophysikalische Messungen gefunden. Alsder Meteor aufschlug, verdampften viele Kubikkilometer Gestein. Die Anzie-hungskraft der Krustengesteine im Bereich des Kraters hat sich dadurch deut-lich verringert. In Schwerefeldmessungen lassen sich diese charakteristischenUnterschiede eindeutig nachweisen. Die durch diesen Aufschlag ausgelöstenDruck- und Hitzewellen sowie die aufgewirbelten Staubwolken werden mitdem Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren in Verbindunggebracht. Einen solchen Mega-Impakt wird es sicher wieder geben. Die Frageist nur, ob morgen, in einer Woche oder in tausend Jahren. Statistisch trifftnur etwa alle Millionen Jahre ein Meteorit von mehr als 1 KilometerDurchmesser 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 Ausster-

ben der Dinosaurier.


87

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.

D.D

avis

/NA

SA


88

D.

Brin

kman

n

NASA, ESA und viele weitere internationale

Experten diskutieren über mögliche Ab-

wehrmaßnahmen eines Meteoritenein-

schlags. 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 10Jahren Vorwarnzeit könnten die international von Astronomen und Phy-sikern diskutierten Abwehrmethoden einen Zusammenstoß vermeiden:

- Sprengung des Meteors: Dies könnte dazu führen, dass statt eines Körpersnun mehrere auf die Erde zu rasen.

- Ablenken des Meteors: Eine Variante sieht vor, dass eine Nuklearraketedirekt neben dem Meteor gesprengt wird. Die Druckwelle könnte ihndann aus seiner Bahn schieben, so dass er an der Erde vorbeifliegt. Auchkönnten Triebwerke an ihm angebracht werden. Der Einsatz eines riesigenSonnensegels könnte ebenfalls den Kurs des »Außerirdischen« verändern.

- Evakuierung der Bevölkerung: Wenn ausreichend genau berechnet wer-den kann, wann und wo der Meteor aufschlägt, wäre auch eine Evaku-ierung möglich. Vor den Auswirkungen eines Zusammenstoßes würdedies aber nicht schützen.


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Eines der außergewöhnlichsten Impakt-Ereignisse ist heute in Form

eines 22 und eines 32 Kilometer großen Sees sichtbar: der Doppel-

Einschlag von Clearwater/Kanada, vor 230 Millionen Jahren.

Land

sat

7/U

SGS


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Der größte Krater der Erde ist die Vredefort-Struktur inSüdafrika. Vor über 3 Milliarden Jahren riss hier ein Mete-orit einen mehr als 320 Kilometer langen und 180 Kilome-ter breiten Krater.

Einer der jüngsten Meteoritenkrater ist der etwa 50.000Jahre alte Barringer-Krater in Arizona /USA. Er ist gut1,2 Kilometer groß.

Der Bosumtwi-Krater in Ghana ist rund 1 Million Jahrealt. Der etwa 6 Kilometer große Krater ist heute miteinem kreisrunden See gefüllt und gilt bei den Ashantials heiliger See.

Der Gosses Bluff-Krater ist direkt nach seiner Ent-stehung über 20 Kilometer groß gewesen. Nach mehr als140 Millionen Jahren Verwitterung misst der heute 150Meter tiefe Krater nur noch etwas weniger als 5 Kilo-meter im Durchmesser.

Ein 100 Tonnen schwerer Meteor explodierte am 12.Februar 1947 über Ostsibirien. Die Fragmente des Sichote-Alin-Meteoriten rissen dabei mehr als 120 Krater, derengrößte einen Durchmesser von rund 20 Meter haben.

Die Sudbury-Struktur in Ontario /Kanada, gilt als zweit-größter Meteoriteneinschlag. Vor 1,8 Milliarden Jahren trafhier 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 einzig-artige Hilfsorganisation, die gegründet wurde, um den Not und Hunger lei-denden Menschen im Nachkriegseuropa – vor allem in Deutschland – beizu-stehen. Das millionenfach gespendete CARE-Paket wurde in den letzten 60Jahren zum Symbol direkter Hilfe von Mensch zu Mensch. Heute gehörtDeutschland zu den reichsten Ländern der Welt – aber CARE wird immernoch dringend gebraucht: in Krisen- und Katastrophengebieten weltweit.

Über 17.000 CARE-Mitarbeiter betreuen weltweit 850 Hilfsprogramme in70 Ländern: um schnell und effizient Not zu lindern und Armut zu über-winden. So z.B. im Allai-Tal nach dem verheerenden Erdbeben in Pakistanvom Oktober 2005. CARE stellte Zelte und sogenannte »Überlebenspake-te« zur Verfügung, mit denen die betroffene Bevölkerung ihre Notunter-künfte winterfest machen konnte. Nach Abschluss der akuten Nothilfe istCARE im Allai-Tal geblieben: Derzeit werden Bewässerungssysteme inStand gesetzt und Schulen wieder aufgebaut. Zusätzlich organisiert CARE,in enger Zusammenarbeit mit den Verantwortlichen vor Ort, Weiterbil-dungskurse in erdbebensicherer Bauweise – damit die Bevölkerung desAllai-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 für die Kinder im Allai-Tal.


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Dorfbewohner in Vietnam erarbeiten

gemeinsam mit Regierungsbeamten einen

Notfall-Plan für 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 ver-hindern bzw. zu minimieren. In Laos und Vietnam z.B. entwickelt CARE ge-meinsam mit der Bevölkerung Krisenpläne, installiert Frühwarnsystemeund bietet Schulungen für Katastrophenschutzteams an. Im Vordergrundaller Präventionsmaßnahmen steht immer die Sensibilisierung der Bevölke-rung, denn ohne adäquate Krisenreaktion der betroffenen Menschenbleibt die Effizienz von Frühwarnsystemen fraglich.

Eine verantwortungsvolle Hilfe sollte immer die Zusammenhänge zwischenKatastrophe, Wiederaufbau und Entwicklung berücksichtigen.

CARE International Deutschland e.V.Dreizehnmorgenweg 653175 BonnTel.: 0228 - 975 63 - 0E-Mail: [email protected]

Ihre Spende kommt an! Konto 4 40 40, Sparkasse KölnBonn, BLZ 370 50 198


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Aschewolken über dem Mt. St. Helens

in den USA am 22. Juli 1980.

S.LO

WTH

ER/S

PL.


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Dankeschön

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


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Das Ausstellungsteam

LeitungDr. Ludwig StroinkKoordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, PotsdamKonzeption, Text & Realisierung Simon SchneiderKoordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, PotsdamGrafik, Gestaltung & Layout Grit SchwalbeKoordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, PotsdamVerträge & Organisation Nicole AdamczakKoordinierungsbüro GEOTECHNOLOGIEN, PotsdamLektoratDr. Roland Kroemer, BerlinAusstellungsarchitektur Jeannette Witrahm, LuxemburgMessebau Luplow & Karge, Werder/HavelModellbau Audiotechnik H. Schütte, LiebenburgHinz & Kunst, BraunschweigScharstein/Geräteentwicklung, BerlinDahle, GoslarAufbau Dahle & Zellmann, Goslar


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Der Krater des Upheaval-Dome in Utah/USA

hat einen Druchmesser von über 1.500

Metern und ist knapp 500 Meter tief.

B.Ed

mai

er/S

PL


Die Wanderausstellung »Unruhige Erde« ist ein Beitrag zu dem Forschungs- und Entwicklungsprogramm GEO-

TECHNOLOGIEN. 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 konzen-

trieren sich daher auf 13 thematische Schwerpunkte, die sich durch ihre gesellschaftliche Relevanz und ihr beson-

deres Potential zur interdisziplinären und anwendungsorientierten Forschung auszeichnen. Das Programm GEO-

TECHNOLOGIEN 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)

ISBN 3-9808780-5-8


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Unruhige Erde