Welten des Wissens

Die Erde bebt

In den zwei Wochen der Ausstellung (vom 22. April bis 8.Mai 2005) auf dem Platzspitz haben sich etwa 160'000 Besucher eingefunden um mehr über die Forschung an der ETH zu erfahren - ein überwältigendes Interesse, dass zu langen Schlangen vor den Zelten geführt hat.
Beim Schweizerischen Erdbebendienst (SED) konnten die Besucher die Naturerscheinung Erdbeben hautnah und dreidimensional erleben. Angefangen bei der Entstehung von Erdbeben, dessen Wellenausbreitung durch und rund um die Erde bis hin zur Aufzeichnung mittels Seismometer und deren Auswertung wurde die Arbeit des schweizerischen Erdbebendienstes dem Besucher näher gebracht. Dem Seismologen bei der Arbeit konnte über die Schulter geschaut werden, wenn Sie einen Erdbebenherd lokalisierten und die Stärke eines Bebens bestimmt haben. Weitere Schwerpunkte in der Ausstellung war die Erdbebengefährdung der Schweiz und die Entstehung und Ausbreitung von Tsunamis. Durch die Enge Zusammenarbeit mit den Bauingenieuren (Erdbebensicheres Bauen), Geotechniker (Bodenverflüssigung) und den Limnologen (Seeforschung) wurde den Besuchern die Wichtigkeit der Forschung im Bereich dieser Naturgefahr nähergebracht.

Aufgrund der positiven Reaktionen und der grossen Nachfrage haben wir uns entschieden, die einzelnen Exponate auf nachfolgende zu beschreiben sowie Präsentationen und Programme zum herunterladen bereitzustellen.

Seismic Eruption (Seismizität im Zeitraffer)

Für die Darstellung der Seismizität haben wir die Software Seismic Eruption von Alan Jones benutzt. Diese Software erlaubt es, das Erdbebenaktivität im Zeitraffer abzuspielen. Wir haben vier Ansichten gewählt:

1. Seismizität weltweit während den Jahren 1995-2000. Dazu haben wir den Datensatz benutzt, der mit dem Programm mitgeliefert wurde.
2. Seismizität Europa während den letzten 10 Jahren im Mittelmeergebiet.
3. Seismizität Schweiz während den letzten 100 Jahren. Dafür wurde der historische Datenkatalog ECOS vom Schweizerischen Erdbebendienst verwendet.
4. Seebeben von Sumatra und dessen Nachbebenaktivität bis Ende März 2005.

Seismic Waves

Seismic Waves ist ein Programm das die Ausbreitung von seismischen Wellen vom
Hypozentrum zu den seismischen Stationen illustriert. Einerseits kann
die Ausbreitung der Wellen vom Epizentrum mittels 3D Ansicht auf die
Erde beobachtet werden, andererseits bietet die Ansicht auf eine
Schnittfläche der Erde ein Bild, wie die Raumwellen durch das Erdinnere
verlaufen. Die Effekte dieser Wellen können direkt an den
synchronisierten Seismogrammen der ausgewählten Stationen nachvollzogen
werden.

Plattentektonik Puzzle

Alfred Wegener (1880 - 1930) gilt als der Begründer der Hypothese der Kontinentaldrift (die Bewegung, Vereinigung und Aufspaltung von Kontinenten), die schliesslich zur Theorie der Plattentektonik führte. Die Lithosphäre der Erde ist ungefähr in ein Dutzend Platten zerbrochen, die aneinander vorbeigleiten, miteinander kollidieren oder sich voneinander trennen, wenn sie sich über das Innere der Erde bewegen. Dies Bewegungen führen an den Plattengrenzen zur mechanischen Spannung und Reibung. Durch das plötzliche lösen solcher mechanischen Spannungen entstehen Erdbeben. Das Plattentektonik Puzzle zeigt die wichtigsten tektonischen Platten, den Typ der Plattengrenzen, die Erdbebenverteilung während den letzten 25 Jahren, sowie die Verteilung der Vulkane der Erde. Hier haben Sie die Möglichkeit, die Graphik sowie die Präsentation des Plattentektonik Puzzles herunterzuladen.

Erdbebenmodell

Am Erdbebenmodell kann sich der Besucher ein Bild über die bei einem Erdbeben ablaufenden Mechanismen machen. Er kann beobachten, dass Erdbeben periodisch auftreten, d.h. ähnliche Verschiebungen und Widerkehrzeiten. Weiter sieht man, dass grössere Erdbeben auch grössere Widerkehrzeiten haben und dass dies mit der Reibung auf der Bruchfläche und dem Spannungsaufbau zusammenhängt. Das Erdbebenmodell wurde in Zusammenarbeit mit dem Sozialdepartement der Stadt Zürich erstellt.

Erdbebenraum

Der Erdbebenraum war einer der Attraktionen in unserer Ausstellung. Es handelt sich dabei um einen passiven Bebenboden, d.h. um eine Bodenplatte, die nicht aktiv angetrieben wird. Die Bodenplatte bewegt sich in drei Dimensionen und funktioniert am besten, wenn mehrere Personen gleichzeitig darauf hin- und herlaufen. Dabei gibt jede Person einen Impuls bzw. Bewegung auf die Platte, die von den anderen Personen als aktive Quelle interpretiert wird.
Die Bodenplatte liegt auf einem Rahmen mit Kugellager, was die Bewegung in der Horizontalen erlaubt. Dieser Rahmen ist wiederum mit Gummihohlfedern auf einem zweiten Rahmen aufgebaut, was dann eine vertikale Bodenbewegung erlaubt. Gummifedern zwischen der hölzernen Bodenplatte und dem Alurahmen sorgen dafür, dass sich die Platte wieder in den Ursprungszustand bewegt. Dieses Exponat wurde in enger Zusammenarbeit mit der Lehrlingswerkstatt der ETH Zürich durchgeführt. Skizzen vom Aufbau sowie Fotos sind unter Downloads vorhanden.

Bebenraum

Aufbau des Erdbebenbodens von unten

Erdbebenmusik

Menschen, die Erdbeben erlebt und gespürt haben, beschreiben die Geräusche eines Erdbebens oftmals als Grollen oder Knallen. Grundsätzlich sind die Frequenzen von Erdbebenwellen nicht im hörbaren Bereich des menschlichen Gehörs, doch um den Besuchern zu zeigen, was für Informationen in einem aufgezeichneten Seismogramm steckt, haben wir Seismogramme in den hörbaren Bereich transformiert. In einer Präsentation hört der Besucher z.B. Distanz- und Siteeffekte oder kann sich Nachbeben anhören. Für die Unterstützung zu diesem Exponat danken wir herzlich Andy Michael vom USGS für seine Hilfe. Die Präsentation kann auch unter Download heruntergeladen werden.

Make Your Own Quake

Haben Sie sich schon mal über die Funktionsweise eines Seismometers Gedanken gemacht. Das Exponat 'Make your own quake', was soviel heisst wie 'Machen Sie Ihr eigenes Beben' bot die Möglichkeit, die Bodenbewegungen über einen Seismometer auf einen Bildschirm anzeigen zu lassen. Neben dem inoffiziellen Wettbewerb 'Wer kreiert das grösste Erdbeben' stand vor allem die hohe Sensitivität im Vordergrund. Die Zuschauer konnten den Seismometer schon durch ein wenig wippen zum Ausschlag bringen.

Seismisches Netzwerk und Shake Map

Der Schweizerische Erdbebendienst betreibt in der Schweiz ein dichtes seismisches Netzwerk. Die Daten, die an den seismischen Stationen aufgenommen werden, gehen direkt an unsere Rechner am Institut für Geophysik und werden dort ausgewertet. Dies erlaubt uns das Anzeigen von Bodenbewegungen in Echtzeit. Den Besuchern haben wir diese Echtzeiten sowie Aufzeichnungen von einem von der Bevölkerung gespürten Erdbeben auf einem Bildschirm dargestellt. Die gemessene Bodenbewegung an der jeweiligen Station wurde durch die Farbe des Stationspunktes gezeigt. Das Bild zeigt unsere Mitarbeiterin Eva Spühler beim Erklären dieser Shake Map.

Weltweite seismische Überwachung

Die Signale von zwei Stationen des schweizerischen Erdbebennetzes werden auch in einen weltweiten Verbund zur seismischen Überwachung genutzt. Eines der Produkte dieses weltweiten Verbundes (Incorporated Research Institute of Seismology, IRIS) ist Seismic Monitor, das der Öffentlichkeit auf dem Web zur Verfügung steht.

Erdbebengefährdung

Ein Teil der interaktiven Präsentation der Ausstellung war das Thema Erdbebengefährdung in der Schweiz. In der Präsentation Erdbebengefährdung in der Schweiz lernen Sie wie eine Erdbebengefährdungskarte berechnet wird und wie diese für die Schweiz aussieht.

Erdbeben in der Schweiz

Im weltweiten Vergleich ist die Erdbebenaktivität in der Schweiz mässig bis gering einzustufen. Schauen wir uns die Erdbeben von den letzten tausend Jahre an, sehen wir, dass in der Schweiz mehrmals grosse Schadensbeben stattgefunden haben. In der Präsentation Erdbeben in der Schweiz erfahren Sie mehr über die Erdbebenaktivität in der Schweiz. Zu diesem Thema empfehlen wir folgende zwei Bücher:

• Erdbeben in der Schweiz
• Erdbeben in Graubünden

Erdbeben und Tsunamis

Grosse Erdbeben sind die häufigsten Auslöser für Tsunamis. In unserer Präsentation Entstehung, Ausbreitung und Auswirkung von Tsunamis lernen Sie die Ursachen und Mechanismen von Tsunamis kennen und Sie sehen anhand von Animationen, wie sich ein Tsunami entwickelt. Im Abschluss der Präsentation wird noch auf die möglichen vorbeugenden Massnahmen eingegangen.