Was sind seismische Wellen?
Seismische Wellen sind Wellen von Energie, die durch einen plötzlichen Bruch von Gesteinen in der Erde oder Explosionen freigesetzt wird, und welche sich dann in der Erde ausbreitet. Die durch sie hervorgerufenen Bodenbewegungen können mit Seismometern gemessen werden.
Arten seismischer Wellen
Es gibt mehrere Arten seismischer Wellen, welche sich durch ihre Ausbreitungseigenschaften unterscheiden. Die beiden Haupttypen sind Raumwellen und Oberflächenwellen. Raumwellen können durch das Innere der Erde laufen, Oberflächenwellen sind an die Erdoberfläche gebunden und breiten sich ähnlich wie Wellen in einem Teich aus, in den man einen Stein wirft. Erdbeben erzeugen sowohl Raumwellen als auch Oberflächenwellen.
Raumwellen
Die erste Sorte von Raumwellen sind die P-Wellen oder Primärwellen. Sie sind die schnellste Art seismischer Wellen, und können sich in festen Gesteinen, aber auch in Flüssigkeiten wie Wasser oder den quasi flüssigen Teilen des Erdinneren ausbreiten. Wie bei Schallwellen in der Luft werden hier die Teilchen im Boden geschoben und gezogen, wobei die Bewegung in Ausbreitungsrichtung der Welle erfolgt. Manche Tiere sind in der Lage, P-Wellen zu hören, Menschen hingegen fühlen normalerweise nur die Erschütterungen.
Die zweite Art von Raumwellen sind die S-Wellen oder Scherwellen. Diese laufen langsamer als P-Wellen und sind die zweiten Wellen, die bei einem Erdbeben eintreffen. S-Wellen können sich nur in festen Materialien ausbreiten, nicht in Flüssigkeiten. Diese Wellen bewegen den Boden quer zur Ausbreitungsrichtung.
Oberflächenwellen
Eine Art der Oberflächenwellen sind die Love-Wellen, benannt nach dem Britischen Mathematiker A.E.H. Love, der 1911 als erster ein mathematisches Modell für die Ausbreitung dieser Wellen aufstellte. Sie sind die schnellsten Oberflächenwellen, breiten sich aber langsamer als die S-Wellen aus. Die Bodenbewegung erfolgt in horizontaler Richtung hin und her.
Die zweite wichtige Art von Oberflächenwellen sind die Rayleigh-Wellen, benannt nach Lord Rayleigh, der 1855 die Existenz dieser Wellen mathematisch voraussagte, noch bevor sie tatsächlich beobachtet wurden. Bei Rayleigh-Wellen rollt der Boden in einer eliptischen Bewegung ähnlich wie Meereswellen (siehe Bild). Dieses Rollen bewegt den Boden sowohl rauf und runter als auch hin und her in Ausbreitungsrichtung der Welle. Die meisten Erschütterungen, die bei einem Erdbeben gespürt werden, sind in der Regel Rayleigh-Wellen, deren Amplituden viel größer als die der übrigen Wellenarten werden können.
