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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



XI. Nr. 6. 



Erdbeben 



Herdtiefe 



alte 

 Bestimmung 



Mitteldeutsches 1872 17,956 km 

 Herzogenrath IS73 11,130 km 

 Chiirlestoti 1.S86 19,00 km 



neue 

 Bestimmung 



35- 70 km 



0— 3 km 



107—119 km 



Später wies A. Schmidt noch nach, dass bei der 

 grossen Ausbreitung- der Ei-dbeben auch die v. Seebach- 

 sche Hyperbel zur Conchoide werden nuisste*), da man 

 nun nicht mehr die Krüranuing- der Erde vernachlässigen 

 dürfe. „Also auch die Zweitheilung' eines jeden Erdbeben- 

 gebietes in einen inneren und äusseren Bezirk, den inneren 

 mit einer vom Ceutrum an abnehmenden, den äusseren 

 mit zunehmender Oberflächengeschwindigkeit steht un- 

 bedingt als Schema für jedes Erdbeben fest." 



In seiner ersten Arbeit über diesen Gegenstand hatte 

 A. Schmidt den Ausspruch gethan: „Ehe wenigstens für 

 ein centrales Erdbeben eine genügend grosse Anzahl ganz 

 zuverlässiger Zeitbestimmungen gemacht wird, welche die 

 genaue Feststellung der Horizontalhomoseisten und des 

 Epicentrums auf der Landkarte gestatten, welche gestatten, 

 die Entfernungen der einzelnen Orte vom Epicentrum sannnt 

 den an diesen Orten beobachteten Zeiten in dem Hodo- 

 graphennetze einzutragen und so ein deutliches Gesammt- 

 bild der Beobachtungen zu gewinnen, so lange wird es auch 

 nicht möglich sein, aus der Form des Hodographen auf 

 das Gesetz der Geschwindigkeitsänderung mit der Tiefe 

 einen gültigen Schluss zu machen." Diese Bedingung ist 

 bisher noch nicht erfüllt worden, und so können wir auch 

 diese Schmidt'sche Methode der angenäherten Herd- 

 bestimmung und die derselben zu Grunde liegenden theo- 

 retischen Erörterungen nur als eine gewissen Beobachtungs- 

 thatsachen angepasste Speculation betrachten. Aber auch 

 die den Schmidt'schen Erörterungen zu Grunde liegen- 

 den Beobachtungen sind, wie wir sogleich zeigen werden, 

 nicht nur in dem bisher erörterten Falle zu erklären. 

 Sie finden auch eine andere, ganz ungezwungene Erklärung 

 in Beobachtungen, die der Schmidt'schen Theorie 

 durchaus widersprechen, Beobachtungen, welche in Japan 

 über die Fortpflanzungsgescliwindigkeit von Erderschütte- 

 rungen angestellt worden sind. Schon früiier hatte Mi Ine 

 die Fortpflanzungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen an 

 der Erdoberfläche mit der am Grunde eines, in festem 

 Gestein angelegten, 10 Fuss tiefen trockenen Brunnens 

 verglichen. Das Ergebniss seiner diesbezüglichen Unter- 

 suchungen bei drei ziemlich heftigen Erdbeben war, dass 

 sich die grösste Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Erd- 

 bebenwellen am Grunde des Brunnens zu der an der Erd- 

 oberfläche verhält, wie 1:34. Diese Milne'schen Versuche 

 wurden später von Sekiya und Omori einer Controle 

 unterzogen, indem diese Forscher bei einer grösseren An- 

 zahl meist schwächerer Erschütterungen dieselben Be- 

 obachtungen an der Erdoberfläche und am Grunde eines 

 nur wenige Meter entfernten 18 Fuss tiefen Brunnens, 

 der in festem Alluvialboden augelegt und 2 Fuss dick mit 

 Ziegeln ausgemauert war, anstellten. Als Mittclwerth aus 

 den Bestimmungen bei .30 Erdbeben ergab sich, dass sich 

 die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen 

 am Grunde des Brunnens zu der an der Erdoberfläche 

 verhält, wie 1:3. Die beiden Resultate unterscheiden sich 

 ausser ihrem absoluten Wcrthe nach, der wohl auf Ver- 

 schiedenheit des Bodens und die Beobachtungsdauer zu- 

 rückzuführen ist, noch dadurch, dass Mi Ine bei starken 



*) A. Sclimidt, Untersuchungen über zwei neuere Erdbeben, 

 das Schweizerische, vom 7. .Januar 1889, und das Nordamerikanische 

 vom 31. August ISSG. (Jahresh. d. Ver. f. vaterl. Naturk. in 

 Württemberg, 1890, S. 227.) 



Erdbeben eine viel bedeutendere Abnahme der Geschwindig- 

 keit, Amplitude und Beschleunigung, als bei schwachen 

 Erschütterungen fand, während Sekiya und Omori zu 

 der Ansicht kamen, dass bei schwachen Stössen kein 

 wesentlicher Unterschied zwischen der Oberfläche und der 

 Tiefe existiert, dass bei heftigen Erdbeben ein solcher 

 Unterschied zwar vorbanden, aber nicht sehr ausgesprochen 

 ist, dass dagegen für die kleinen, schnellen Erzitterungen 

 des Bodens der Unterschied sehr bedeutend ist. Obgleich 

 somit die beiden Resultate theilweisc von einander ab- 

 weichen, so sind sie für uns doch von der grössten Wichtig- 

 keit, weil sie den Beweis liefern, dass stets die Fort- 

 pflanzungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen in der 

 Tiefe geringer ist, als an der Erdoberfläche. 



Wenn nun aber die Zunahme der Geschwindigkeit 

 nach der Tiefe nicht vorhanden ist, wie erklären sich 

 dann die unzweifelhaften Beobachtungen der geringeren 

 Wahrnehmbarkeit von Erdstössen in Bergwerken und 

 Brunnen, die Milne, Sekiya und Omori ebenfalls fest- 

 stellen konnten? Nach der Schmidt'schen Theorie ge- 

 schah dies einfach deshalb, weil die Arbeit als Funktion 

 der Geschwindigkeit und der Intensität beim Wachsen 

 des einen eine Verminderung des anderen Faktors vor- 

 aussetzt. Sekiya und Omori glauben nun auf Grund 

 ihrer Untersuchungen die Antwort auf unsere Frage da- 

 hin geben zu können, dass die feinsten Bodener- 

 schütterungen, welche hervorgerufen werden durch die 

 kleinen den grösseren Wellen aufsitzenden Wellungen, 

 welche bei Schallwellen die Klangfarbe erzeugen würden, 

 in der Tiefe bedeutend abgeschwächt werden und dass 

 diese Abschwächung hinreichen mag, um bei heftigen 

 P>dbeben die Wirkungen in tiefen Gruben zu mildern. 

 Wir hätten es demnacli nicht mit einer absoluten Ver- 

 minderung der Intensität in der Tiefe zu thun, sondern 

 nur mit einer Veränderung der Intensitätstärbe (sit venia 

 verbo!). 



Wenn also die thatsächlichen Beobachtungen nicht 

 unbedingt zur Annahme der Schmidt'schen Theorie 

 zwingen, so bliebe von den drei Mögli(;hkeiten der Ver- 

 änderung des Elastizitätsmodulus und der Dichte mit 

 wachsender Tiefe noch die dritte zur Betrachtung übrig, 

 dass nämlich die Dichte in höherem Grade zunimmt als 

 der Elastizitätsmodulus. Dem würden eine nach unten 

 abnehmende Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Erdbeben- 

 wellen und nach unten concave Erdbebenstrahlen ent- 

 sprechen. 



Die japanischen Beobaclitungen beweisen uns direct, 

 dass in der That die Fortpflanzungsgeschwindigkeit in 

 der Tiefe geringer ist als an der Erdoberfläche, und 

 wir können daher mit vollem Recht annehmen, dass die- 

 selbe mit zunehmender Tiefe abnimmt, obgleich wir über 

 das Gesetz dieser Abnahme vorläufig noch nichts aus- 

 sagen können. Um dies festzustellen, müssten bei einem 

 Erdbeben in verschiedenen Tiefen sehr genaue Bestim- 

 mungen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit vorgenommen 

 werden, was aber bisher noch nicht geschehen ist. 



Da wir also über das Gesetz der Abnahme nichts 

 genaueres wissen, die Theorie aber auf jedes Gesetz an- 

 wendbar sein muss, so nehmen wir der Einfachheit 

 wegen, entsprechend dem Fall der Schmidt'schen 

 Theorie, an, dass die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der 

 Erdbebenwellen proportional der Tiefe abnimmt, ein 

 Fall, der von der Wirklichkeit wahrscheinlich sehr ab- 

 weicht. Es werden dann, wie in dem Falle der 

 Schmidt'schen Theorie, die Flächen gleicher Bewegungs- 

 phase, die Homoseisten, Kugeln, die Erdbebeustrahlen 

 Kreisbogen. Wie ein Vergleich der Fig. 11 mit Fig. 9 

 zeigt, sind die Erscheinungen in dem gegenwärtigen Falle 

 dieselben wie in dem der Schmidt'schen Theorie; denn 



