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Herdparameter

Die Herdparameter beschreiben in ihrer Gesamtheit den Herd eines Erdbebens.

Die Bruchfläche, die das Erdbeben auslöst, wird als Herdfläche bezeichnet. In den meisten Fällen erreicht diese Bruchfläche die Erdoberfläche nicht, sodass der Erdbebenherd in der Regel nicht sichtbar wird. Im Fall eines größeren Erdbebens, dessen Hypozentrum in nur geringer Tiefe liegt, kann die Herdfläche bis an die Erdoberfläche reichen und dort zu einem deutlichen Versatz führen. Der genaue Ablauf des Bruchprozesses legt die Abstrahlcharakteristik des Bebens fest, bestimmt also, wie viel Energie in Form von seismischen Wellen in jede Richtung des Raumes abgestrahlt wird. Dieser Bruchmechanismus wird als Herdvorgang bezeichnet. Der Ablauf des Herdvorganges kann aus der Analyse von Ersteinsätzen an Messstationen rekonstruiert werden. Das Ergebnis einer solchen Berechnung ist die Herdflächenlösung.

Ein wichtiges Maß ist hier die corner frequency oder cut-off frequency, ab der die Amplituden der P- oder S-Wellen stark abnehmen.

Die räumliche Lage der Herdfläche kann durch die drei Winkel Φ, δ und λ beschrieben werden:

Φ bezeichnet das Streichen (engl.: strike) der Herdfläche. Dies ist der Winkel zwischen der geografischen Nordrichtung und dem horizontalen Richtung der einfallenden Herdfläche. Das Streichen kann Werte zwischen 0° und 360° annehmen; Eine nach Osten einfallende Herdfläche würde ein Streichen von Φ = 0° aufweisen.
δ bezeichnet die Neigung, das Fallen (egl.: dip) der Herdfläche, also den Winkel zwischen der Horizontalen und der Herdfläche. Er kann Werte zwischen 0° und 90° annehmen; eine exakt senkrecht verlaufende Bruchfläche hätte eine Neigung von δ = 90°.
λ bezeichnet die Richtung des Versatzes (engl.: rake), die in der Ebene des Versatzes bestimmt wird. Dies ist der Winkel zwischen dem Streichen der Herdfläche und dem Richtungsvektor des Versatzes, der Werte zwischen 0° und 360° annehmen kann. Wird z. B. das Hangende, also der oben liegende Block, exakt nach oben verschoben, wäre λ = 90°.

Ein ganz wesentlicher Herparameter ist das Seismische Moment M₀. Es ist, wie die seismische Energie oder die Magnitude, ein Maß für die Stärke eines Erdbebens.

Es berechnet sich aus

M₀ = μ A u,

dabei ist

μ der Schermodul des Gesteins entlang der Bruchfläche (normalerweise 30 Gigapascal)
A die Größe der Bruchfläche
u die durchschnittliche Verschiebung entlang der Bruchfläche A..

Die Größe der Bruchfläche wiederum kann aus dem Spektrum des Bebensignals, insbesonder aus der Eckfrequenz (corner frequency) bestimmt werden.

Für historische Erdbeben kann das seismische Moment aus geologischen Schätzungen der Bruchfläche und der Verschiebung berechnet werden, für heutige Erdbeben werden innerhalb kurzer Zeit Schätzwerte aus den Seismogrammen berechnet.

Das seismische Moment ist die Grundlage der Momenten-Magnituden-Skala, des heute in der Seismologie üblichen Maßes für die Stärke eines Erdbebens.