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zivilschutz hilft erdbebens ch u t z ra tg ebe r erdbebensituation in Österreich anleitung für vorbeugende maßnahmen erstellt von univ.doz.dr wolfgang lenhardt Österreichischer erdbebendienst der zentralanstalt für meteorologie und geodynamik

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impressum herausgeber und medieninhaber bundesministerium für inneres abteilung für zivilschutz herrengasse 7 1014 wien redaktion amtsdirektor johann wruß telefon 01/53126/2703 fax 01/53126/2706 e -mai l zi vi l s chu t z@mai l .bmi .g v.at herstellung druckberatung demczuk vierte berichtigte und ergänzte auflage juni 2000

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das menschliche erinnerungsvermögen ist glücklicher aber auch unglücklicherweise kürzer als die wiederkehrperioden der meisten naturkatastrophen h.tiedemann 1992 vorwort durch berichte über katastrophale erdbeben werden wir immer wieder erschreckt oder durch fernsehberichte aus dem katastrophengebiet sogar geschockt so daß wir von fall zu fall auch bereit sind den erdbebenopfern spontan hilfe zu leisten wenn der ort des geschehens weit entfernt ist und wir nicht selbst zu den betroffenen zählen gehen wir im allgemeinen bald wieder zur gewohnten tagesordnung über doch wir sollten dabei immer bedenken daß auch bei uns in Österreich erdbeben größeren ausmaßes möglich sind wie dies in früheren jahrhunderten bereits mehrmals der fall war einer gefahr die man gut kennt kann man erfahrungsgemäß leichter begegnen daher wurde diese broschüre erstellt und unseren mitbürgern gewidmet um den wissensstand im zusammenhang mit dem naturereignis `erdbeben zu heben und schutzmaßnahmen aufzuzeigen 3

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inhalt allgemeines Über erdbeben 7 ursache 8 intensität 8 magnitude 11 vorhersage 12 der Österreichische erdbebendienst 12 erdbeben in Österreich 16 Überblick 16 erdbebengefährdung 18 schutzmÖglichkeiten 20 vor einem erdbeben 20 während eines erdbebens 20 nach einem starken erdbeben 20 informationsdienste der zamg 21 fachwÖrterverzeichnis 22 weiterfÜhrende literatur 24 anhang erdbebenwahrnehmungsbericht 5

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allgemeines Über erdbeben unter einem erdbeben versteht man eine erschütterung der erdkruste diese erschütterung kann verschiedene ursachen haben erst wenn die ursache bekannt ist lassen sich gegebenenfalls auch maßnahmen zur verhütung oder schadensminderung treffen oft läßt sich die ursache bereits aus den seismogrammen aufzeichnungen der seismometer seismische meßgeräte erkennen da verschiedene ursachen zu unterschiedlichen seismogrammen führen bei erdbeben werden zwei hauptgruppen unterschieden · · erdbeben zu den natürlichen erdbeben deren ursache unterirdische massenverlagerungen sind gehören die tektonischen vulkanischen erdbeben sowie einsturzbeben z.b dolinen im karst einen sonderfall stellen die sogenannten impaktereignisse durch auf der erdoberfläche einschlagende himmelskörper dar die man ebenfalls zu den natürlichen erdbeben zählen kann unter induzierten erdbeben versteht man hingegen alle bodenerschütterungen die durch menschliche eingriffe in die natur entstehen können ursachen können z.b prozesse der rohstoffentnahme aus dem erdinneren bergbau Ölförderung etc talsperren das einpressen von flüssigkeiten in die erdkruste atomtests und sprengungen sein die meisten stärkeren erdbeben sind tektonischer natur sie entstehen durch eine plötzliche verschiebung entlang einer bereits existierenden bruchzone diese bruchzone kann eine plattengrenze sein oder eine bruchzone im inneren einer platte die meisten und die stärksten erdbeben treten vor allem an zerstörung eines autobahnknotens durch ein erdbeben in kalifornien den plattengrenzen auf alaska japan chile unter platten versteht man die starren teile der erdkruste und die darunter liegenden bereiche des oberen erdmantels die sich einige zentimeter im jahr gegeneinander verschieben der die platten antreibende mechanismus ist durch strömungen des flüssigen gesteins im erdinneren zu erklären entlang der sogenannten ozeanischen rücken mittelatlantischer indischer pazifischer rücken u.v.a tritt das nachströmende flüssige gestein am meeresboden aus und treibt die benachbarten platten weiter auseinander an 7 natürliche und induzierte

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den plattengrenzen auch kontinentalränder genannt taucht die schwere ozeanische platte wiederum unter die leichte kontinentale platte treffen hingegen zwei kontinentale platten aufeinander so kommt es zu einer kollision die eine platte kann sich nicht mehr unter die andere schieben die kollision führt zu einer stauchung der platten die sich in einer extremen gebirgsbildung wie z.b dem himalaja äußert diese vorgänge führten auch zur bildung der alpen im rahmen dieser gebirgsbildung kam es zur ausbildung von bruchzonen entlang denen sich die erdbeben im alpinen raum ereignen ursache wenn der reibungswiderstand gegen den durch die platten übertragenen druck entlang einer bruchzone überschritten wird dann kommt es zu einer plötzlichen verschiebung die einen spannungsabbau bewirkt und sich als erdbeben äußert ein großteil der zur verfügung stehenden energie wird als reibungswärme freigesetzt nur etwa 1 der gesamtenergie wird in seismische energie umgewandelt die in form von wellenförmigen schwingungen nach allen richtungen hin abgestrahlt wird die schwingungsenergie hat im epizentrum an der erdoberfläche über dem erdbebenherd dem hypozentrum ihre größte wirkung mit zunehmender entfernung vom hypozentrum nehmen die bodenbewegung und die intensität fühlbarkeits und schadenswirkung ab ausnahmen können gebiete mit sedimentbedeckungen bilden die wiederum die auswirkungen lokal erhöhen können wie dies z.b 1985 in mexico city der fall war intensität die erdbebenauswirkungen an der erdoberfläche werden mit hilfe der sogenannten intensitätsskala bewertet in den meisten ländern einschließlich Österreich wird eine 12-stufige intensitätsskala verwendet die auf mercalli-sieberg basiert und heute als europäische makroseismische skala ems bezeichnet wird die wichtigsten merkmale der makroseismischen skala sind in der nachfolgenden tabelle beschrieben liegen hinreichend viele aussagekräftige erdbeben-wahrnehmungsberichte vor so kann man ihnen intensitätswerte zuordnen die so gewonnenen daten in eine landkarte eintragen und schließlich das epizentrum und die epizentralintensität ermitteln als isoseisten bezeichnet man die linien gleicher erdbebenintensität die es erlauben gebiete unterschiedlichen schadens oder fühlbarkeitsausmaßes von einander abzugrenzen in der 8

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unteren abbildung sind die bereiche der intensitätsgrade 4 5 und 6 eines erdbebens an der grenze Österreich/schweiz dargestellt der gesamtbereich in dem die erschütterungen fühlbar sind wird als schüttergebiet bezeichnet aus der intensitätsverteilung kann man aber auch rückschlüsse auf die herdtiefe des erdbebens und die während des erdbebens freigesetzte seismische energie ziehen und zwar ohne zuhilfenahme von instrumenten deshalb kommt der sogenannten makroseismischen erdbebenauswertung besonders bei historischen erdbeben große bedeutung zu sofern die auswirkungen dieser erdbeben in den Überlieferungen gut beschrieben sind um auch in der gegenwart genügend viele aussagekräftige erdbeben-wahrnehmungsberichte zu erhalten wird im falle eines in Österreich wahrnehmbaren erdbebens die bevölkerung vom erdbebendienst gebeten schriftliche berichte einzusenden diese sollten außer dem zeitpunkt und dem ort der wahrnehmung auch noch möglichst viele angaben zur intensitätsbestimmung enthalten für diesen zweck hat der Österreichische erdbebendienst den `erdbeben1 wahrnehmungsbericht erstellt hier ist es seitens des erdbebendienstes wichtig darauf hinzuweisen daß auch sogenannte `negative meldungen leermeldungen ihre bedeutung für den erdbebendienst bei der abgrenzung des schüttergebiets haben isoseistendarstellung des erdbebens in schaan fürstentum liechtenstein am 8.mai 1992 ist dieser broschüre beigelegt sollte dieses blatt fehlen so können sie es als abruffax unter der nummer 0900 555 566 65 mit ihrem faxgerät jederzeit abrufen 1 9

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tabelle europäische makroseismische skala 1998 ems-98 basierend auf mercalli-sieberg kurzfassung beschreibung der maximalen wirkungen ems intensität 1 2 3 4 5 nicht fühlbar kaum bemerkbar nur sehr vereinzelt von ruhenden personen wahrgenommen schwach von wenigen personen in gebäuden wahrgenommen ruhende personen fühlen ein leichtes schwingen oder erschüttern deutlich im freien vereinzelt in gebäuden von vielen personen wahrgenommen einige schlafende erwachen geschirr und fenster klirren türen klappern stark im freien von wenigen in gebäuden von den meisten personen wahrgenommen viele schlafende erwachen wenige werden verängstigt gebäude werden insgesamt erschüttert hängende gegenstände pendeln stark kleine objekte werden verschoben türen und fenster schlagen auf und zu leichte gebäudeschäden viele personen erschrecken und flüchten ins freie einige gegegenstände fallen um an vielen häusern vornehmlich in schlechterem zustand entstehen leichte schäden wie feine mauerrisse und das abfallen von z.b kleinen verputzteilen gebäudeschäden die meisten personen erschrecken und flüchten ins freie möbel werden verschoben gegenstände fallen in großen mengen aus den regalen an vielen häusern solider bauart treten mäßige schäden auf kleine mauerrisse abfall von putz herabfallen von schornsteinteilen vornehmlich gebäude in schlechtem zustand zeigen größere mauerrisse und einsturz von zwischenwänden schwere gebäudeschäden viele personen verlieren das gleichgewicht an vielen gebäuden einfacher bausubstanz treten schwere schäden auf d.h giebelteile und dachgesimse stürzen ein einige gebäude sehr einfacher bauart stürzen ein zerstörend allgemeine panik unter den betroffenen sogar gut gebaute gewöhnliche bauten zeigen sehr schwere schäden und teilweisen einsturz tragender bauteile viele schwächere bauten stürzen ein sehr zerstörend viele gut gebaute häuser werden zerstört oder erleiden schwere beschädigungen verwüstend die meisten bauwerke selbst einige mit gutem erdbebengerechtem konstruktionsentwurf und ausführung werden zerstört vollständig verwüstend nahezu alle konstruktionen werden zerstört 6 7 8 9 10 11 12 10

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magnitude seit beginn des jahrhunderts werden erdbeben im zunehmenden maße auch instrumentell erfaßt mit hilfe von seismometern können heute bereits sehr kleine bodenbewegungen in der größenordnung von einem nanometer also einem milliardstel meter nach größe und richtung als funktion der zeit erfaßt werden dies hat zu einer fülle neuer informationen über erdbeben geführt und das konzept der plattentektonik grundsätzlich bestätigt die von möglichst vielen erdbebenstationen registrierten seismogramme ermöglichen u.a nicht nur eine genaue ortung des erdbebenherdes sondern auch die bestimmung der lage und ausdehnung der aktiven bruchfläche sowie der größe und richtung der an ihr erfolgten verschiebung die instrumentellen erdbebenaufzeichnungen sind auch die grundlage für die bestimmung der magnitude die 1935 von charles richter in kalifornien eingeführt wurde daher auch der name richter-skala die magnitude stellt ein logarithmisches maß der am erdbebenherd freigesetzten schwingungsenergie dar die aus den seismogrammen berechnet wird sie kann daher sofort da unabhängig von schadens und fühlbarkeitsberichten und deren Übermittlung oft viel zeit benötigt errechnet werden die magnitude bezieht sich aber eben auf die energie des erdbebens und sagt vorerst noch nichts über die schäden an der erdoberfläche aus dazu folgendes beispiel ein erdbeben der magnitude 7 weist eine ca 30mal größere energie auf als ein erdbeben der magnitude 6 letzteres ist wiederum 30mal energiereicher als ein erdbeben der magnitude 5 daher kommt auch der gewaltige unterschied im zerstörungspotential zwischen erdbeben der magnitude 5 und der magnitude 7 wenn diese in gleicher herdtiefe stattfinden da 1000mal mehr energie freigesetzt wird da aber die erdkruste nur begrenzt deformationsenergie speichern kann die dann zum teil in form von seismischer energie freigesetzt wird so ist auch eine magnitude 9 nicht möglich das heißt die magnitude ist eigentlich auch nach oben begrenzt dennoch wird die richter-skala oft als nach oben offene skala bezeichnet nur um sie von der intensitätsskala zu unterscheiden erdbeben ab einer magnitude 7 führen weltweit bereits zu auslenkungen von lotpendeln in talsperren und können in meeresnähe tsunami verursachen seewogen die in küstennähe mehrere meter höhe erreichen können erdbeben der magnitude 8 regen den erdkörper zu meßbaren eigenschwingungen an die tage andauern können aus der magnitude und der herdtiefe eines erdbebens können seismologen die auswirkungen des erdbebens an der erdoberfläche d.h die intensität abschätzen so haben z.b zwei erdbeben gleicher energie d.h mit gleicher magnitude aber unterschiedlichen herdtiefen auch unterschiedliche auswirkungen an der erdoberfläche und somit auch unterschiedliche intensitäten 11

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vorhersage die antwort auf die gängige frage ist erdbebenvorhersage überhaupt möglich lautet langfristige vorhersage ja kurzfristige vorhersage leider nein hier ist es bereits wichtig zu klären daß unter langfristiger vorhersage die bestimmung der erdbebengefährdung innerhalb eines größeren zeitraums verstanden wird die ihre anwendung in erdbebengefährdungskarten und baunormen findet meist ist aber bei dieser fragestellung natürlich die kurzfristige vorhersage gemeint was ist das problem eines der hauptprobleme bei dieser art der erdbebenvorhersage ist der relativ kurze zeitraum der vollständigen datenerfassung der eigentlich erst mit anfang dieses jahrhunderts begann starke erdbeben sind zum glück seltene ereignisse für den seismologen stellen allerdings gerade diese wenigen ereignisse besonders wichtige informationen dar betrachtet man die vorhandenen daten in geologischen zeiträumen so stellen diese nur eine momentaufnahme der tektonischen bewegungen dar ein weiteres problem sind die lokalen unterschiede im aufbau der erdkruste außerdem laufen verschiebungsvorgänge entlang verschiedener störungszonen unterschiedlich ab erst seit einführung der digitalen auswertung von erdbeben werden diese parameter spannungsabfall orientierung der bruchfläche etc von einigen institutionen regelmäßig erfaßt der Österreichische erdbebendienst erweitert laufend sein meßnetz um ebenfalls diese wichtigen faktoren erheben zu können für eine erdbebenvorhersage die angaben über zeit ort stärke und wahrscheinlichkeit enthalten muß können im prinzip alle denkbaren erdbebenvorläufer herangezogen werden sie müssen nur nachweisbar sein und man muß sie auch richtig deuten können das wichtigste kriterium bei erdbebenvorläufern ist ihre zuverlässigkeit zum beispiel sind in vielen erdbebenuntersuchungen anomale tierverhalten dokumentiert worden als zuverlässiges vorhersagekriterium kann das tierverhalten aber leider nicht dienen da sich aus einem anomalen tierverhalten nicht eindeutig auf ein erdbeben schließen läßt der Österreichische erdbebendienst eine wichtige aufgabe des erdbebendienstes ist der betrieb von erdbebenbeobachtungsstationen die seismischen stationen werden zur · · analyse von erdbeben des alpinen bereichs sowie weltweiter erdbeben verwendet mit hilfe von mindestens drei geräten ist es möglich den genauen zeitpunkt und die lage seines epizentrums sowie die freigesetzte energie eines erdbebens zu bestimmen mit vier geräten kann man zusätzlich die tiefe des erdbebenherdes feststellen die für die größe des erschütterten gebietes eine entscheidende rolle spielt aus der kenntnis der freigesetzten energie bzw magnitude und der herdtiefe kann eine vorläufige abschätzung der reichweite der erdbebenwirkungen d.h der intensitäten vorgenommen werden weiters dienen die von den stationen gelieferten daten zur 12

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· · · identifikation von seismisch aktiven bruchzonen berechnung der erdbebengefährdung unterscheidung verschiedener erdbebenursachen natürlich oder induziert aufgrund des erdbebens in ljubljana slowenien am 14 april 1895 wurde am 25 april 1895 an der kaiserlichen akademie der wissenschaften in wien eine eigene `erdbebenkommission eingerichtet deren aufgabe es war sich mit der ursache und den auswirkungen von erdbeben eingehend zu beschäftigen die tätigkeit der kommission sollte sich hauptsächlich auf drei gebiete erstrecken sammlung von erdbebenberichten aus früherer zeit beobachtungen aktueller erdbeben durch entsprechendes personal und schließlich die einrichtung von meßstationen zuerst 1897 in ljubljana wo die krainische sparkasse großzügigerweise die finanziellen mittel für die anschaffung eines seismographen spendete unmittelbar darauf wurden ähnliche stationen auch in kremsmünster triest und lemberg installiert damit wurde die grundlage geschaffen erdbeben meßtechnisch zu erfassen am 1 jänner 1904 wurde das beobachtungsnetz der erdbebenkommission unter der neuen bezeichnung `erdbebendienst von der zentralanstalt für meteorologie und geodynamik zamg in wien übernommen gleichzeitig mit der inbetriebnahme eines ersten seismographensatzes in der folge wurden noch weitere standorte für seismographen geschaffen so etwa im jahre 1904 in graz 1910 in czernowitz und 1912 in innsbruck sodaß Österreich nun über ein relativ dichtes netz seismischer stationen verfügte die organisation des erdbebendienstes beruhte auf der freiwilligen mitarbeit von angeworbenen beobachtern die zumeist lehrer geistliche Ärzte beamte oder vertreter ähnlicher berufsgruppen waren da die österreichischen länder ein großes gebiet umfaßten war eine gliederung erforderlich historischer seismograph jedes kronland hatte einen eigenen erdbebenreferenten der die erdbebenmeldungen sammelte und sie dann der akademie später der zentralanstalt zur veröffentlichung übergab diese organisationsform blieb bis nach dem ersten weltkrieg erhalten die verkleinerung des beobachtungsgebietes als folge des krieges bewirkte allerdings daß die betreuung des beobachtungsnetzes immer mehr durch die zentralanstalt selbst erfolgte der zweite weltkrieg stellte einen tiefen einschnitt in der geschichte des erdbebendienstes dar da bei kriegsende sowohl in wien als auch in graz und innsbruck die seismographen schwer beschädigt waren und erst nach langer mühevoller arbeit teilweise wieder funktionsfähig gemacht werden konnten seit 1947 unterstützt die gendarmerie bundesweit die bemühungen der zentralanstalt hinsichtlich der sammlung der meldungen von der bevölkerung später erging sogar ein erlaß des bundesministeriums für inneres der alle polizei und gendarmeriedienststellen zum meldedienst im erdbebenfall verpflichtete die modernisierung des seismischen meßnetzes in Österreich erfolgte durch den Übergang von einer analogregistrierung der erdbeben also von einer seismographischen 13

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aufzeichnung am stationsort zu einer digitalen zahlenmäßigen meßwerterfassung mit datentelemetrie über funk und datenleitungen zur auswertezentrale des Österreichischen erdbebendienstes sowie mit der einrichtung lokaler stationen in gebieten erhöhter erdbebengefährdung in der zeit 1982/83 wurde mit der projektierung eines seismischen Überwachungssystems für das gesamte bundesgebiet im rahmen des Österreichischen erdbebendienstes begonnen der großraum innsbruck wurde für die erste ausbauphase gewählt da sich etwa 30 aller österreichischen erdbeben in diesem gebiet ereignen die erste ausbauphase wurde 1989 abgeschlossen seitdem werden andere bestehende stationen umgerüstet und neue stationen errichtet je nach zweck der erdbebenerfassung werden verschiedene systeme eingesetzt 1 2 3 kurzperiodische systeme hauptsächlich zur beobachtung von nahbeben breitband-systeme für die erfassung von nah und fernbeben strong-motion systeme zur registrierung von starken bodenbewegungen im epizentralbereich das kurzperiodische meßnetz in tirol besteht aus vier meßstationen in 1500 bis 2000 meter seehöhe der zweck dieses meßnetzes liegt in der möglichst genauen erfassung von mikrobeben im inntal seit inbetriebnahme der vier stationen können bereits jetzt aufgrund des hohen dynamikumfanges der anlage von 110db nicht nur erdbeben im nahbereich sondern auch ferne erdbeben z.b japan erfaßt und die wichtigsten erdbebenparameter unmittelbar zur verfügung gestellt werden der kleinste abstand zwischen zwei meßstationen in tirol beträgt 9 km der größte 35 km jede station ist in einem eigenen stollen von 15 bis 20 m tiefe untergebracht die vollständig automatisch arbeitenden geräte übertragen ständig ihre digitalen meß und systemzustandswerte über eine eigene richtfunkstrecke zur berufsfeuerwehr innsbruck dem subzentrum des erdbebendienstes in tirol dort wird das enorme datenmaterial mit hilfe eines computers zum teil vorselektiert und zwischengespeichert aber auch gleichzeitig direkt in komprimierter form nach wien zur zentrale des erdbebendienstes übertragen dieses konzept ermöglicht bei leitungsausfall die datensicherung über einige tage hinweg und stellt gleichzeitig eine ökonomische lösung dar die vier stationen befinden sich nördlich und südlich des inntales in st.quirin moosalm walderalm und wattenberg die neue generation der erdbebenstationen ist mit breitband-systemen ausgerüstet die mit höherer genauigkeit erdbeben aus dem nah und fernbereich registrieren können derzeit sind in molln oÖ in der kölbreinsperre ktn am hochobir ktn damüls vbg und in arzberg stmk solche stationen in betrieb weitere stationen sind geplant um eine flächendeckende registrierung von nah und fernbeben zu ermöglichen 14

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