DE3736873A1 - Anordnung zur kurzfristigen vorhersage von erdbeben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur kurzfristigen und weitgehend exakten Vorhersage von Erdbeben durch Feststellung und Messung seismischer Bodenschwingungen.

Aus umfassenden geologischen und seismologischen Unter­ suchungen ist es bekannt, in welchen Bereichen der Erde Erdbeben aufzutreten pflegen, die in unregelmäßigen Ab­ ständen zu einer Stärke anwachsen, daß durch sie Kata­ strophen mehr oder weniger großen Ausmaßes ausgelöst werden. Man kennt somit die erdbebengefährdeten Gebiete und beobachtet dort selbst durch seismische Messungen Bewegungen im Erdmantel, um Rückschlüsse auf den Ausbruch größerer Erdbeben ziehen zu können.

Es ist bisher nicht möglich gewesen, einen Zeitpunkt für ein zu erwartendes Erdbeben mit der erforderlichen Genauigkeit vorhersagen zu können, um rechtzeitig Maß­ nahmen treffen zu können, die dem Schutz der betroffenen Bevölkerungskreise und auch von Gegenständen dienen, damit aus Erdbeben resultierende Schäden so klein wie möglich gehalten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung vorzuschlagen, die es ermöglicht, Erdbeben kurzfristig und möglichst exakt vorherzusagen, um die erwähnten Maß­ nahmen rechtzeitig treffen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, in erdbebengefährdeten Gebieten wenigstens einen, vorzugsweise eine Mehrzahl von auf hochfrequente Schwingungen im Bereich über etwa 20 000 Hz ansprechende Ultraschallsensoren in den Erdboden einzulassen oder mit diesem zu verbinden, welche mit einem zentralen Aus­ wertungsgerät verbunden sind, mittels welchem die Frequenz und die Intensität der Schwingungen und gege­ benenfalls wenigstens die ungefähre Lage des Epizentrums der Schallquelle ermittelt wird, und welches zweckmäßi­ gerweise mit einem Alarmgerät kombiniert ist, welches automatisch und direkt für eine Warnung der betroffenen Bevölkerung sorgt.

Die von den Sensoren empfangenen Ultraschallwellen können direkt oder modifiziert und gegebenenfalls verstärkt an das Auswertungsgerät übertragen werden. Die Übertragung der Signale von den Sensoren bzw. von den diesen zugeord­ neten Geräten zu dem zentralen Auswertungsgerät erfolgt entweder drahtlos oder mittels elektrischer Leitungen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es von einer Reihe von Tieren bekannt ist, speziell solchen, die in Erdhöhlen leben, kurz vor einem Erdbeben ihre Schlupf­ winkel oder Behausungen zu verlassen und an die Erdober­ fläche zu fliehen, und zwar bereits zu einem Zeitpunkt, da Seismographen noch keine Bodenbewegungen bzw. Erschüt­ terungen registrieren. Aber nicht nur auf der Erdober­ fläche bzw. in Höhlen od. dgl. lebende Tiere, sondern auch im Wasser lebende Tiere zeigen vor Auftreten von Erdbeben ein abnorm geändertes Verhalten größter Unruhe und Panik. Beobachtungen dieser Art sind an den ver­ schiedensten Stellen der Erde und seit langer Zeit be­ reits gemacht worden. Entsprechende Beobachtungen des zuvor beschriebenen Verhaltens von Tieren in China waren Ursache dafür, daß bei dem starken Erdbeben in der Provinz Liaoning im Jahre 1975 rechtzeitig Maßnahmen eingeleitet worden sind, um die Bevölkerung zu warnen und zu veranlassen, sich in Sicherheit zu bringen. Es sind die unterschiedlichsten Vermutungen angestellt worden, was Ursache für das Verhalten der Tiere sein könne.

Erkenntnisse des Erfinders laufen darauf hinaus, daß Ursache für das erwähnte Verhalten der Tiere Ultraschall­ schwingungen sind, die von dem Bebengebiet ausgehen, in welchem es zum Ausbruch eines Erdbebens kommen wird, und zwar dadurch, daß, bedingt durch den außerordentlich hohen Druck der Erdschollen und bereits minimale druck­ bedingte Verschiebungen derselben, hochfrequente Schwin­ gungen im Ultraschallbereich erzeugt werden, die von den Tieren wahrgenommen werden, weil diese über Organe ver­ fügen, die solche Schwingungen wahrzunehmen gestatten. Da das menschliche Gehör Schallquellen äußerstenfalls bis zu Frequenzen von etwa 20 000 Hz wahrzunehmen vermag, bleiben die Ultraschallschwingungen, die aus dem Inneren der Erde kommen, unbemerkt. Bei Versuchen vor allem in Gebieten, wo häufiger Erdbeben aufzutreten pflegen, widmet man der Tierbeobachtung die notwendige Aufmerk­ samkeit, um aus deren Verhalten Rückschlüsse auf bevor­ stehende Erdbeben ziehen zu können. Ein japanischer Seismologe hat Fische hinsichtlich ihres Verhaltens beobachtet und feststellen können, daß Fische einer bestimmten Fischart als besonders geeignete Erdbeben­ warner eingesetzt werden können. So konnte festgestellt werden, daß diese Fische bereits 36 Stunden, bevor die ersten Erdstöße mittels Seismographen aufgezeichnet wurden, eine außerordentliche Unruhe befallen hatte.

Die ständige Beobachtung bestimmter Tiere in erdbeben­ gefährdeten Gebieten ist für eine rechtzeitige Erdbeben­ vorhersage nicht geeignet, zumal die Beobachtung der Tiere und deren Verhalten durch Beobachter subjektiv beeinflußt ist. Somit ist es erforderlich, objektive Kriterien als Grundlage für eine sinnvolle und recht­ zeitige Erdbebenvorhersage zu gewinnen.

Gemäß der Erfindung sind die Ultraschallwellen die ge­ suchten Kriterien, mit deren Hilfe es möglich ist, durch die erfindungsgemäße Anordnung die notwendigen Feststel­ lungen zu treffen, um sie dann auswerten und zur Aus­ lösung eines Alarms verwenden zu können.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Anordnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt.

Die Ultraschallsensoren 11 sind in einem erdbebengefähr­ deten Gebiet nach einem vorbestimmten Raster bzw. nach geologischen Gegebenheiten verteilt in die Erdoberfläche eingelassen bzw. dort, wo fester Fels ansteht, mit diesem fest verbunden. Die von den Sensoren 11 empfangenen Signale hochfrequenter Schwingungen im Bereich über etwa 20 000 Hz werden entweder direkt dem Auswertungsgerät 12 oder unter Zwischenschaltung eines Geräts 13, welches die Signale zwecks besserer Übertragung modifiziert und bzw. oder verstärkt, diesem übermittelt.

Das Auswertungsgerät 12 ermittelt die Frequenz und die Intensität der Ultraschallschwingungen sowie auch die ungefähre Lage des Epizentrums des sich ankündigenden Erdbebens und leitet, wenn vorbestimmte Kriterien erfüllt sind, ein entsprechendes Signal an das Alarmgerät 14, welches sodann im gesamten betroffenen Bereich auto­ matisch Warnsignale auslöst, um die betroffene Bevölke­ rung zu informieren. Die Übermittlung der Signale von den Sensoren 11 bzw. den diesen zugeordneten Geräten 13 zu dem zentralen Auswertungsgerät 12 kann entweder drahtlos oder mittels elektrischer Leitungen erfolgen.

Das Alarmgerät ist zweckmäßigerweise derart eingerichtet, daß es Signale an eine Vielzahl im betroffenen Bereich verteilt angeordnete Stationen übermittelt, mittels welcher beispielsweise Gasleitungen streckenweise abge­ sperrt werden oder Kraftwerke, Betriebe od. dgl. still­ gelegt werden, um durch sie verursachte Katastrophen zu vermeiden.

Liegen einmal Aufzeichnungen des Auswertungsgeräts über einen längeren Zeitraum vor, lassen sich daraus weitere Rückschlüsse ziehen, die die Erdbebenvorhersage noch präziser zu gestalten vermögen.

Claims (6)

1. Anordnung zur kurzfristigen Vorhersage von Erdbeben durch Feststellung und Messung seismischer Bodenschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß in erdbebengefährdeten Ge­ bieten wenigstens ein auf hochfrequente Schwingungen im Bereich über etwa 20 000 Hz ansprechender Ultraschall­ sensor (11) in den Erdboden eingelassen oder mit diesem verbunden ist, welcher mit einem Auswertungsgerät (12) verbunden ist, mittels welchem die Frequenz und die Intensität der Schwingungen der Schallquelle ermittelt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren (11) mit dem Aus­ wertungsgerät (12) verbunden ist, mittels welchen zusätz­ lich wenigstens die ungefähre Lage des Epizentrums der Schallquelle ermittelt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertungsgerät (12) mit einem Alarmgerät (14) kombiniert ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die von den Sensoren (11) empfangenen Ultra­ schallwellen direkt oder modifiziert und gegebenenfalls verstärkt an das Auswertungsgerät (12) übertragen werden.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Signale von den Sensoren (11) bzw. von den diesen zugeordneten Geräten (13) zu dem zentralen Auswertungsgerät (12) drahtlos erfolgt.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Signale von den Sensoren (11) bzw. von den diesen zugeordneten Geräten (13) zu dem zentralen Auswertungsgerät (12) mittels elektrischer Leitungen erfolgt.