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Intensität (Seismologie)

Karte der maximalen Intensitäten nach EMS 98 in Deutschland. Qelle: GFZ

Die ersten Erdbebenskalen, die Ende des 18. bis Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt wurden, konnten nur die Intensität eines Erdbebens beschreiben, also die Auswirkungen auf Menschen, Tiere, Gebäude und natürliche Objekte wie Gewässer oder Berge.

Im Jahre 1883 entwickelten die Geologen M. S. De Rossi und F. A. Forel eine zehnstufige Skala zur Bestimmung der Intensität von Erdbeben. Wichtiger wurde jedoch die im Jahre 1902 eingeführte die zwölfteilige Mercalliskala. Sie beruht allein auf der subjektiven Einschätzung der hör- und fühlbaren Beobachtungen (Intensitäten I-IV) sowie der Schadensauswirkung auf Landschaft, Straßen oder Gebäude (Intensitäten V-XII). Diese Art der Beschäftigung mit den Bebenauswirkungen wird Makroseismik genannt. 1964 wurde sie zur MSK-Skala (Mercalli Sieberg Skala) und später zur EMS-Skala (european macroseismic scale) weiterentwickelt.

Intensitätsskalen werden auch heute noch verwendet, wobei verschiedene Skalen existieren, die an die Bauweise und Bodenverhältnisse des jeweiligen Landes angepasst sind. Die räumliche Verteilung der Intensitäten wird häufig durch Fragebogenaktionen (heute meist Internet) zuständiger Forschungseinrichtungen (in Deutschland beispielsweise bundesweit durch die BGR per Online-Formular) ermittelt und in Form von Isoseistenkarten dargestellt. Isoseisten sind Isarithmen gleicher Intensitäten. Die Möglichkeit zur Erfassung von Intensitäten beschränkt sich auf relativ dicht besiedeltes Gebiet.

Die Intensität wird also nicht gemessen oder instrumentell bestimmt, sondern Mithilfe einer Skala aus den Auswirkungen des Bebens an einem bestimmten Ort durch Befragung bzw. Beobachtung ermittelt.

EMS

Tabelle: Kurzform der Europäischen Makroseismischen Skala EMS 98

EMS Intensität	Definition	Beschreibung der maximalen Wirkungen (stark verkürzt)
I	nicht fühlbar	Nicht fühlbar.
II	kaum bemerkbar	Nur sehr vereinzelt von ruhenden Personen wahrgenommen.
III	schwach	Von wenigen Personen in Gebäuden wahrgenommen. Ruhende Personen fühlen ein leichtes Schwingen oder Erschüttern.
IV	deutlich	Im Freien vereinzelt, in Gebäuden von vielen Personen wahrgenommen. Einige Schlafende erwachen. Geschirr und Fenster klirren, Türen klappern.
V	stark	Im Freien von wenigen, in Gebäuden von den meisten Personen wahrgenommen. Viele Schlafende erwachen. Wenige werden verängstigt. Gebäude werden insgesamt erschüttert. Hängende Gegenstände pendeln stark, kleine Gegenstände werden verschoben. Türen und Fenster schlagen auf oder zu.
VI	leichte Gebäudeschäden	Viele Personen erschrecken und flüchten ins Freie. Einige Gegenstände fallen um. An vielen Häusern, vornehmlich in schlechterem Zustand, entstehen leichte Schäden wie feine Mauerrisse und das Abfallen von z. B. kleinen Verputzteilen.
VII	Gebäudeschäden	Die meisten Personen erschrecken und flüchten ins Freie. Möbel werden verschoben. Gegenstände fallen in großen Mengen aus Regalen. An vielen Häusern solider Bauart treten mäßige Schäden auf (kleine Mauerrisse, Abfall von Putz, Herabfallen von Schornsteinteilen). Vornehmlich Gebäude in schlechterem Zustand zeigen größere Mauerrisse und Einsturz von Zwischenwänden.
VIII	schwere Gebäudeschäden	Viele Personen verlieren das Gleichgewicht. An vielen Gebäuden einfacher Bausubstanz treten schwere Schäden auf; d. h. Giebelteile und Dachsimse stürzen ein. Einige Gebäude sehr einfacher Bauart stürzen ein.
IX	zerstörend	Allgemeine Panik unter den Betroffenen. Sogar gut gebaute gewöhnliche Bauten zeigen sehr schwere Schäden und teilweisen Einsturz tragender Bauteile. Viele schwächere Bauten stürzen ein.
X	sehr zerstörend	Viele gut gebaute Häuser werden zerstört oder erleiden schwere Beschädigungen.
XI	verwüstend	Die meisten Bauwerke, selbst einige mit gutem erdbebengerechtem Konstruktionsentwurf und -ausführung, werden zerstört.
XII	vollständig verwüstend	Nahezu alle Konstruktionen werden zerstört.

Der Tabelle ist zu entnehmen, dass die Klassifizierung in den unteren Intensitätsklassen (I bis V) auf der Fühlbarkeit (nicht fühlbar bis stark fühlbar) beruht und in den oberen Klassen (VI bis XII) auf der Bewertung der aufgetretenen Schäden.

In dieser Skala werden, im Gegensatz zu früheren Skalen, bei der Beurteilung der Fühlbarkeit zumindest quantitative Mengenangaben gemacht, wie: „sehr vereinzelt“, „von wenigen“ (5 - 15 %), „von vielen“ (20 - 50 %) „von den meisten“ (60 -100 %). Insgesamt wird dadurch erreicht, dass Einzelbeobachtungen in die Bewertung nicht eingehen. Es genügt also nicht, ein Ereignis als beispielsweise „verspürt“ (schwach, III) einzustufen, wenn nur ein Einzelner glaubt, dieses verspürt zu haben. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass bei einzelnen Personen, insbesondere bei schwachen Ereignissen, auch Fehlwahrnehmungen oder Verwechslungen auftreten können.

Bezug zu Messwerten (USGS)

Fühlbarkeit	nicht gef.	schwach	leicht	mäßig	deutlich	stark	sehr stark	extrem	extrem
Schäden	keine	keine	keine	sehr leicht	leicht	mäßig	deutlich	stark	sehr stark
Beschleunigung mm s^-2	bis 0,17	0,17-1,4	1,4-3,9	3,9-9,2	9,2-18	18-34	34-65	65-124	größer 124
Schwinggeschwindigkeit mm s^-1	Bis 0,1	0,1-1,1	1,1-3,4	3,4-8,1	8,1-16	16-31	31-60	60-116	größer 116
Intensität	I	II-III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X

Bezug zu Messwerten (BRGM)

Der Vergleich der Tabellen von USGS und BGR zeigt, wie erheblich die Unterschiede sind.

Beispiele:

Intensität IV: USGS PGV= 1,1 - 3,4 mms^-1 BRGM PGV= 5 mms^-1
Intensität V: USGS PGV= 3,4 - 8,1 mms^-1 BGRM PGV= 23 mms^-1
Intensität VI: USGS PGV= 8,1 - 16 mms^-1 BGRM PGV= 55 mms^-1

Bedeutung in der Geothermie

Da die Bestimmung von Intensitäten insbesondere für die vorinstrumentelle Zeit wichtig ist, hat sie in der Geothermie keine besondere Bedeutung. Allerdings wird in der Öffentlichkeit und in den Medien noch oft über die 'Intensität' eines Ereignisses gesprochen oder geschrieben.

Abgelöst wurde, insbesondere im Rechtsumfeld, die Intensität durch die durch Messungen erfasste Schwinggeschwindigkeit. Diese liefert objektive Erkenntnisse, ob bei einem Ereignis an einem bestimmten Einwirkungsort Schäden oder unzulässige Beeinträchtigungen möglich waren. Zugrunde gelegt wird hier die DIN 4150.