Erdbeben und die Struktur der Erde - Einfuhrung in die Geophysik - page 93

Abb. 3.32 Ozeanbodenkarte des Pazifik und seiner Randmeere mit
den wichtigsten topografischen Elementen: Kontinentalschelfe, Tief-
seebecken, mittelozeanische Rücken, Tiefseegräben, und unterseeische

Vulkankuppen, sogenannte Guyots (Kartengrundlage für Topografie
und Bathymetrie: © Amante & Eakins 2009 )

In Abb. 3.29 sind auch die beiden wesentlichen Erd-
bebengürtel der Erde deutlich zu erkennen: (1) die zir-
kumpazifische Zone, in der etwa 75%-80% der jährlichen
seismischen Energie freigesetzt wird und (2) die mediterran-
transasiatische Zone mit 15%-20% der jährlichen freige-
setzten Energie. Die verbleibenden Anteile steuern mit 3%-
7% die mittelozeanischen Rücken und submarine Vulkane
bei sowie mit etwa 1% die von den vorgenannten Zonen
weitab gelegenen Intraplattenbeben.
Weiter erkennt man in Abb. 3.29 , dass beim Abtauchen
der subduzierten Platte in den Mantel ab einer gewissen Ent-
fernung von der Subduktionszone keine weiteren Erdbeben
mehr auftreten. Der Tiefenbereich, unter dem keine Erd-
beben mehr auftreten, wird nach ihren Entdeckern Kiyoo
Wadati (Japan, 1928) und Hugo Benioff (USA, 1954) als
Wadati-Benioff-Zone bezeichnet. Ihre Neigung variiert zwi-
schen 30°-60° und wird mit zunehmender Tiefe steiler. Sie
reicht viele hundert Kilometer in den Erdmantel. Die größten
zuverlässig bestimmten Herdtiefen betragen etwa 670 km. In

dieser Tiefe treten wichtige Änderungen in der Kristallstruk-
tur der Mantelminerale auf (von Spinell zu Perowskit, siehe
Abb. 1.13 a ). Zudem verhält sich Gestein dort aufgrund sei-
ner durch eine Temperatur von über 1500 °C verminderten
Zähigkeit nicht mehr elastisch und spröde und baut Span-
nungen plastisch ab.

3.2.5 Herdmechanismen von Erdbeben
und deren geodynamische Deutung

Nach dem San-Francisco-Erdbeben im Jahr 1906 entwi-
ckelte der amerikanische Geophysiker Henry Fielding Reid
(1859-1944) ein Modell für den Bruchmechanismus im
Erdbebenherd, das sogenannte elastische Rückstoßmodell
(elastic rebound model) für Scherungsbrüche. Es beschreibt
die ruckartige Entspannung einer Gebirgsspannung, welche
über die Zeit durch relativ zueinander bewegte Krustenseg-
mente aufgebaut wurde. Bei Überschreiten der maximalen