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Die bei einem Erdbeben freiwerdende seismische Energie läuft in Form von Wellen durch die Erde. Diese verursachen an der Erdoberfläche die als Beben wahrgenommenen Erschütterungen und können von Seismometern gemessen werden (siehe Frage „Was ist ein Seismometer und wie funktioniert es?“).
Erdbebenwellen lassen sich in Raumwellen (P- und S-Wellen) und Oberflächenwellen (Love- und Rayleigh-Wellen) unterschieden.
Aufgrund der Geschwindigkeitsunterschiede der verschiedenen Erdbebenwellen kann das Hypo- und Epizentrum eines Erdbebens bestimmt werden (siehe Fragen „Was ist ein Hypozentrum?“, „Was ist ein Epizentrum?“ und „Wie wird der Ursprungsort eines Erdbebens bestimmt?").
P-Wellen (Primärwellen) verlaufen kugelförmig vom Hypozentrum aus als Raumwellen (siehe Frage „Was ist ein Hypozentrum?“). Sie breiten sich aus, indem sie den Untergrund abwechselnd zusammenpressen (komprimieren) und dehnen.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der P-Wellen beträgt etwa 6 bis 8 km/s (je nach Gesteinsschicht). Da die P-Wellen die schnellsten Erdbebenwellen sind, erreichen sie die seismischen Stationen als erste.
S-Wellen (Sekundärwellen) verlaufen kugelförmig vom Hypozentrum aus als Raumwellen (siehe Frage „Was ist ein Hypozentrum?“). Sie breiten sich aus, indem sie das Gestein, welches sie durchlaufen, senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung wegschwingen. Dabei kann das Gestein sowohl in der horizontalen (hin und her) als auch in der vertikalen Ebene (auf und ab) schwingen.
S-Wellen breiten sich abhängig von der Gesteinsschicht mit etwa 3 bis 4 km/s aus und treffen daher stets nach den P-Wellen ein.
Love-Wellen breiten sich als Oberflächenwellen vom Epizentrum aus (siehe Frage „Was ist ein Epizentrum?“). Sie entstehen, wenn P- und S-Wellen die Erdoberfläche erreichen. Das Gestein schwingt durch Love-Wellen parallel zur Erdoberfläche (horizontal hin und her).
Love-Wellen sind langsamer als S-Wellen aber schneller als Rayleigh-Wellen.
Rayleigh-Wellen breiten sich als Oberflächenwellen vom Epizentrum aus (siehe Frage „Was ist ein Epizentrum?“). Sie entstehen, wenn P- und S-Wellen die Erdoberfläche erreichen. Das Gestein schwingt durch Rayleigh-Wellen in einer elliptisch rotierenden Form. Dies lässt sich mit der Ausbreitung von Wasserwellen vergleichen, die entstehen, wenn man einen Stein ins Wasser wirft. Rayleigh-Wellen weisen oft viel grössere Amplituden auf als die anderen Erdbebenwellen, weshalb sie an der Erdoberfläche die stärksten Erschütterungen und Schäden verursachen können (siehe Frage „Was bedeuten Periode, Wellenlänge und Amplitude?“).