Nr. 39. 1900. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XV. Jahrg. 497 



man ein deutliches Ansteigen, wenn man von den 

 recenten Formationen zu den ältesten übergeht. Die 

 Dichtigkeitazunahtne und das halbkrystallinische Ver- 

 halten der Gesteine ist das wichtigste Charakteristicum 

 der Felsen, welche in der Erdrinde tief eingebettet 

 sind. Der Chloritschiefer von Chicbibu hat eine 

 Dichte von nahezu 3; aber obschon sein Elasticitäts- 

 modul gröfser ist als der von Messing und Kupfer, 

 in der Richtung seiner gröfsten Zähigkeit, ist er so 

 spröde senkrecht zu dieser Richtung, dafs es unmög- 

 lich ist, ein einzelnes Probestück zu erhalten, an dem 

 die Elasticitätsconstante genau bestimmt werden kann. 

 Die Elasticitätsconstanten sind sehr verschieden, je 

 nachdem das Probestück in der einen oder anderen 

 Richtung geschnitten ist, besonders bei den archäischen 

 und paläozoischen Gesteinen mit deutlichen Sedimen- 

 tirungsschichten. P>uptive Gesteine sind gewöhnlich 

 frei von solchen Richtungsverschiedenheiten, aber 

 wenn sie geprefst oder sonst einer dauernden Bean- 

 spruchung ausgesetzt werden, kann man noch Unter- 

 schiede der Elasticität in verschiedenen Richtungen 

 nachweisen. Dies scheint beim Marmor und Granit 

 der Fall zu sein. 



Die Elasticitätsconstanten der archäischen oder 

 paläozoischen Gesteine sind weit gröfser als die der 

 kainozoischen ; aber die Fortpflanzungsgeschwindigkeit 

 longitudinaler und transversaler Wellen ist nicht ent- 

 sprechend grofs. Da nämlich das Verhältnis der 

 Elasticitätsconstanten zur Dichte die Fortpflan- 

 zungsgeschwindigkeit bestimmt, können wir aus der 

 Zunahme der Elasticität nicht zugleich schliefsen, 

 dafs die Wellen sich schneller fortpflanzen werden. 

 Es wäre zu kühn, aus der Prüfung von einigen achtzig 

 Probestücken einen allgemeinen Schlufs abzuleiten; 

 aber soweit die jetzigen Erfahrungen reichen, geht 

 die Tendenz dahin, dafs die Elasticitätsconstanten 

 schneller zunehmen als die Dichte, wenn die Gesteine 

 dichter werden, und infolge dessen pflanzen sich die 

 Elasticitätswelleu schneller im Innern fort als an der 

 Oberfläche der Erdrinde. Eruptive Gesteine sind 

 isotroper als solche nichtfeurigen Ursprungs und haben 

 geringere Elasticität, aber auch hier zeigt sich der 

 gleiche Unterschied mit dem Alter. Elastische Wellen 

 wandern in eruptiven paläozoischen Gesteinen lang- 

 samer als in archäischen desselben Ursprungs ; ähn- 

 liches gilt mit geringen Ausnahmen für kainozoische 

 Gesteine. 



Dringt man tiefer in die Erdrinde ein, so nehmen 

 die Gesteine gewöhnlich eine schieferige Structur an; 

 man hat Grund, zu glauben, dafs die Elasticitäts- 

 constanten der constituirenden Gesteine in einer be- 

 stimmten besonderen Richtung zunehmen, die offenbar 

 zusammenfällt mit derjenigen der schnellsten Fort- 

 pflanzung der elastischen Störungen. Von dem Gewicht 

 der darüber liegenden Rinde gedrückt, werden diese 

 Gesteine gröfsere Dichte besitzen, so dafs die Zunahme 

 der Elasticitätsconstanten von entsprechender Zu- 

 nahme der Dichte begleitet ist. Man kann sich nicht 

 vorstellen, dafs die Elasticitätsconstante oder die Dichte 

 continuirlich zunehmen wird bis zur Mitte der Erde; 



beide werden vielmehr asymptotische Werthe anneh- 

 men. Man hat somit die Alternative: entweder nimmt 

 das Verhältnifs der Elasticitätsconstanten zur Dichte 

 allmälig zu, oder es erreicht erst ein Maximum 

 und nimmt dann ab. Nach der ersteren Annahme 

 wird die Geschwindigkeit der elastischen Wellen von 

 der Oberfläche bis zum Centrum der Erde wachsen, 

 während die zweite die Existenz einer Schicht 

 gröfster Fortpflanzungsgeschwindigkeit einschliefst. 

 Eine derartige Schicht würde, wenn sie existirte, 

 ziemlich tief in der Erdrinde liegen und für uns 

 unzugänglich sein ; aber diese Frage kann wohl von 

 den Seismologen entschieden werden. 



Ein Blick auf die Tabelle der Elasticitätsconstanten 

 wird die complicirten elastischen Eigenschaften der die 

 Erdrinde zusammensetzenden Gesteine zeigen. Die 

 Bahnen der Erschütterungswellen müssen nothwendig 

 sehr complicirte Gestalten annehmen, da sie vielfachen 

 Reflexionen, Beugungen und Dispersionen unterworfen 

 sind. Man kann vielleicht eine Analogie entnehmen 

 von dem ähnlichen optischen Phänomen gekrümmter 

 Strahlen in einem Medium von heterogener Dichte, 

 das experimentell von Mace de Lepinay und Perot 

 und theoretisch von A. Schmidt und Wiener unter- 

 sucht worden. Die Erscheinungen, welche die seis- 

 mischen Wellen liefern , werden noch complicirter 

 sein, da das Medium halbkrystallinisch beschaffen ist 

 und die Welle Brechungen erfahren kann, die etwa 

 derjenigen des Lichtes im isländischen Späth und 

 Aragonit ähnlich sind. Die Elasticitätsconstanten 

 der Gesteine , durch welche die Störung sich fort- 

 pflanzt, werden selten der Bedingung genügen, dafs 

 sie rein longitudinale oder Distorsionswellen erzeugen, 

 so dafs die seismische Welle gemischten Charakters 

 sein wird. Die von dem Störungscentrum ausgehen- 

 den Wellen werden am Seismographen als Wellen 

 von unregelmäfsiger Periode erscheinen, besonders 

 nahe dem Ursprung. In einem gewissen Abstände 

 werden die Wellen kurzer Periode allmälig erlöschen 

 wegen der stärkeren Dämpfung, während die von 

 langer Periode sich noch aufzeichnen werden, obwohl 

 sie nicht als Stofs wahrgenommen werden. 



Seismische Wellen, die durch Schichten von hetero- 

 gener Elasticität und Dichte wandern, werden ge- 

 wöhnlich nicht rein longitudinal, wie beim Schall, 

 noch rein transversal, wie beim Licht, sondern aus 

 beiden Arten gemischt sein. Die Fortpflanzungs- 

 geschwindigkeit als Function der Elasticitätscon- 

 stanten und der Dichte ist kein einfaches Problem. 

 Die Formel für die longitudinalen Wellen in einem 

 dünnen Stabe Vi = ]/E/q giebt nur eine rohe Schätzung 

 der Geschwindigkeit. 



Aus den in Italien und Japan gemachten Auf- 

 zeichnungen schliefst Omori, dafs die Geschwindigkeit 

 der ersten Erzitterung fast immer 13 km pro Secunde 

 gleich ist. Es fragt sich nun, wie man eine so unge- 

 heure Geschwindigkeit erkläreu kann. Die Geschwin- 

 digkeit ebener longitudinaler Wellen in einem unend- 

 lichen Medium aus Stahl ist etwa 6,2km/sec; nehmen 

 wir einen Stab aus Stahl und schlagen ihn an einem 



