Reinhard Mittag, Leiter des Observatoriums Berggießhübel der TU Bergakademie Freiberg, erläutert Aufzeichnung und Entstehung des verheerenden Bebens mit Tsunami.

Das schwere Erdbeben mit Magnitude 8,9, das am 11. März 2011 den Nordosten Japans erschütterte, wurde auch am Seismologischen Observatorium Berggießhübel der TU Bergakademie Freiberg in seiner ganzen Bandbreite aufgezeichnet. Das Observatorium im Osterzgebirge gehört zum Institut für Geophysik und Geoinformatik. Seit mehr als 50 Jahren registriert die Station unter dem Code BRG Erdbeben aus den seismisch aktiven Gebieten der Erde.

Bereits am 22.Mai 1960 konnte die Station BRG das mit Magnitude 9,5 stärkste, jemals von Seismografen gemessene Erdbeben aus Chile registrieren. Das Observatorium ist in das weltweite Netz digitaler seismischer Stationen integriert und stellt kontinuierlich Daten zur Erfassung der globalen Seismizität sowie zur strukturellen Untersuchung des Erdkörpers bereit.

„Die Aufzeichnung des schweren Erdbebens in Japan sowie der Nachbebentätigkeit liefert wichtige Anhaltspunkte für die Entstehung und den Mechanismus der Erdbeben in diesem Gebiet sowie die ablaufenden geodynamischen Prozesse“, sagt Observatoriumsleiter Diplom-Geophysiker Reinhard Mittag. Er informiert über Details zum jüngsten Erdbeben in Japan:

Die von dem Magnitude 8,9 Erdbeben in Japan vom 11. März 2011 abgestrahlten seismischen Wellen erreichten die Station Berggießhübel bereits nach 12 Minuten um 5.58 Uhr Weltzeit und führten zu maximalen Bodenbewegungen von 8 mm am Registrierort. In der Folge wurde eine ganze Reihe heftiger Nachbeben mit Stärken bis zum Magnitudenwert 7 registriert (siehe Abbildung).

Ursache für das Erdbeben und den verheerenden Tsunami sind Plattenverschiebungen im Pazifischen Ozean, die im Bereich des Japanischen Grabens bis zu neun cm pro Jahr erreichen. Im konkreten Fall taucht die Pazifische Platte unter die Eurasische Platte, wobei durch die Reibung im Kontaktbereich große Spannungen akkumuliert werden. Wird der Reibungswiderstand überschritten, kommt es in diesem Bereich zum Bruch und in der Folge zu einer plötzlichen Verschiebung entlang der Plattenränder. Der eingeleitete Bruchprozess initiiert das Erdbeben, bei dem ein Spannungsabbau erfolgt und Reibungswärme freigesetzt wird. Bei starken Erdbeben kann dieser Prozess Bruchzonen von mehreren 100 km Ausdehnung erfassen, wobei die maximalen Verschiebungen entlang der Bruchflächen Beträge von über zehn Metern erreichen können.

Für das Hauptbeben in Japan wurde aus den Aufzeichnungen des global verteilten seismologischen Stationsnetzes eine ca. 240 km breite und 390 km lange Bruchfläche ermittelt. Ebenso konnte der Ausgangspunkt des Erdbebens (Epizentrum) in einer  Tiefe von zirka 22 km mit einer Genauigkeit von wenigen Kilometern Abweichung ermittelt werden. Weiterhin wurde der Herdmechanismus des Erdbebens sowie ein repräsentativer Magnitudenwert von 8,9 berechnet (siehe Abb. 2 und 3).

Die steil einfallende Bruchfläche bewirkte sehr starke vertikale Bodenbewegungen über eine grofle Fläche am Meeresgrund, was einen starken Tsunami generierte. Die Ausbreitung der Wassermassen im Bereich des Pazifischen Ozeans erfolgte entsprechend den in Abb.4 dargestellten Geschwindigkeiten. Die durch das Erdbeben hervorgerufenen Erschütterungen im Landbereich sind in Karten maximal zu erwartender Beschleunigungswerte der Bodenbewegung dargestellt (Abb. 5).

Dem Hauptbeben gingen mehrere Vorbeben voran, die durch ein Erdbeben mit Magnitude 7,2 am südwestlichen Rand des Herdgebietes des Hauptbebens (Epizentrum mit rot umkreistem Herdgebiet in Abb. 3) am 9. März, 2:45 Uhr Weltzeit, eingeleitet wurden. Dem Hauptbeben am 11. März, 5:45 Uhr MEZ, folgten zahlreiche Nachbeben, von denen das stärkste mit Magnitude 6,8 bereits eine halbe Stunde danach am nordöstlichen Rand des Haupbebenherdgebietes auftrat (Epizentrum mit grün umkreistem Herdgebiet in Abb. 3). Die zeitliche und räumliche Verteilung der Erdbeben ist Abb.6 bzw. 7 zu entnehmen. Bezüglich des Spannungsabbaus im gesamten Herdgebiet ist davon auszugehen, dass die Nachbebentätigkeit noch über ein Jahr anhalten kann, wobei die Stärke und Häufigkeit der Erdbeben mit der Zeit abnehmen wird.

Hinweis: Die Abbildungen 2 und 3 stammen vom Europäischen Seismologischen Datenzentrum (EMSC,  Zur Website des EMSC).

Verstaltung am 5./6. Mai 2010 unter dem Titel “Komplexe Erkenntnis – robustes Handeln”

Vollständige Dokumentation herunterladen von OPAL
Auf regionaler Ebene wirkt der globale Klimawandel sehr unterschiedlich. Regionen bzw. betroffene Sektoren unserer Gesellschaft versuchen, sich auf der Grundlage von Modellsimulationen entsprechend ihrer Möglichkeiten an veränderte Klimabedingungen anzupassen. Anknüpfend an die 6. Annaberger Klimatage 2008 soll das Programm dieser 7. Veranstaltung den Teilnehmern eine Vorstellung von der Komplexität des Themas vermitteln und Grenzen der Vorhersagbarkeit verdeutlichen.

Es spricht Einiges dafür, dass die Variabilität des Klimas zunimmt. Bei der Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels kommt es darauf an, im Bewusstsein der Vorhersage-Unsicherheiten Vorkehrungen zu treffen, die robust und flexibel genug sind, um auch auf unerwartete Entwicklungen wirkungsvoll reagieren zu können.
So wie auch im Klima- und Umweltschutz bedürfen Strategien zur Klimaanpassung einer starken Vorsorgeorientierung unter Beachtung der komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Strategien.

Dipl.-Ing. Sebastion Wagner vom Institut für Bergbau und Spezialtiefbau an der Bergakademie Freiberg stand in der vergangenen Woche verschiedenen Redaktionen als Interviewpartner zum Thema “Grubenunglück in Chile – Die Rettung der in 700 Metern Tiefe verschütteten Bergmänner” zur Verfügung.

Seine Beiträge in verschiedenen Medien:

Radio-Interview beim Norddeutschen Rundfunk, NDR2 während der erfolgreich verlaufenden Rettungsaktion in Chile am 13. Oktober 2010 (MP3-Datei, Dauer 2,58 min, Größe: 5,7 MB).

In Zeitungsinterviews für den Südkurier (26.8.) und den Tagesspiegel (26.8.) erklärt er, warum die Rettung so lange dauern muss.

Am 31.8. äußerte er sich im Tagesspiegel zur Menge des zu beräumenden Gesteins.

In einem über sechsminütigen Radio-Interview für Deutschlandradio Wissen beantwortet er detailliert Fragen zum Rettungsplan (1. September 2010)

Frankfurter Allgemeine Zeitung: “Raise Bohring: Nach Angaben von Sebastian Wagner vom Institut für Bergbau und Spezialtiefbau an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Sachsen wird in Chile versucht, mit einem „Raise“-Bohrer vom Typ Strata 950 der australischen RUC Cementation Mining Contractors zu den Bergleuten vorzudringen. [...]“

Prof. Matthias Reich und sein Team zeigen für die TV-Sendung "Quarks & Co" (WDR-Fernsehen) am Modell, wie es zum Ölunglück gekommen ist. (Bitte das Bild anklicken um zur Website Quarks & Co zu gelangen.)

Prof. Matthias Reich ist seit 2006 Professor für Bohrtechnik, Spezialtiefbauausrüstungen und Bergbaumaschinen an der TU Bergakademie. Seit April 2007 ist er der Direktor des Instituts für Bohrtechnik und Fluidbergbau. Als kompetenter Ansprechpartner für die Medien zur Ölkatastrophe im Golf von Mexiko ist er extrem gefragt. Prof. Reich in den Medien Aktuell: rbb INFO radio Podiumsdiskussion zum Thema “Risiken und Alternativen der Brennstoffgewinnung” Dauer: ca. 50 Minuten, ausgestrahlt am Sonntag, 12.09.2010, 11:05 Uhr

Weitere Beiträge

• RTL aktuell
  Nachrichtensendung vom 3. August 2010 (Video, vorspringen zu 6:25 min, 3. August 2010)

• Augsburger Allgemeine
  Interview mit Prof. Reich über menschliches Versagen und Technik in der Tiefe, 4. August 2010
  
• Schweizer Fernsehen
  Öl-Leck: «Kritischste Phase überstanden» Matthias Reich, Experte für Öl-Bohrungen, erklärt, was genau das britische Unternehmen nun erreicht hat und was noch getan werden muss, damit das Leck endgültig verschlossen bleibt. 4. August 2010

• Sueddeutsche Zeitung
  Experte: Zähe Flüssigkeit drängt Öl zurück (dpa) – Mit einem speziellen Manöver namens «Static Kill» will BP das Leck endgültig verschließen. 3. August 2010

• Zu Gast im Radiotalk von SWR1 (MP3-Datei, Größe: 13,2 MB, Dauer ca. 27 Minuten)
• ZDF (Video) Drehscheibe Bedeutung der Ölpest für Umwelt und Tiere 21.Juli
• TAZ Bohrtechnik-Experte über Atombombe:  “Das ist Schwachsinn” 20. Juli
• Deutschlandfunk-Interview (Radio) “Es sieht also dar nicht so schlecht aus” 17. Juli
• Stern.de Tiefbohrexperte zum Golf von Mexiko: Zum Aufatmen ist es zu früh  16. Juli
• ZDF(Video): Mittagsmagazin Risiken der Tiefsee-Öl-Bohrungen 14. Juli
• ZDF (Video): Umweltexperte über Ursachen der Ölkatastrophe (Tab im Fuß der Videoplayers anklicken) 25. Juni 2010
• ZDF (Video): Hoffen auf Entlastungsbohrungen
• ZDF (Video): Herausforderung Tiefbohrungen
  
• Schweizer Fernsehen (Video): “Déjà-vu im Golf von Mexiko”

• Bayern 2 (Audio): “Der Schlamm muss das Öl runterdrücken”
• Deutschlandradio Kultur (Audio, Text): “Das ‘Top-Kill’-Verfahren war ein Versuch, die Bohrung endgültig unter Kontrolle zu kriegen”
• MDR Aktuell (Audio, MP3-Datei), 9. Juni 2010
• MDR Aktuell (Audio, MP3-Datei), Rundfunk-Interview
  

• Stern Online: Diese Katastrophe betrifft uns alle (6. Juni 2010)
• Stern Online: “Lieber nicht mit einer Atombombe herumspielen” (4. Juni 2010)
• Greenpeace Magazin: “Millimeterarbeit in 1500 Meter Tiefe” (2. Juni 2010)
• Neue Züricher Zeitung: PDF-Dokument, Grafik (PDF-Dokument)
  Bereitstellung des Artikels mit freundlicher Genehmigung der NZZ
• Deutsche Welle – DW World: “Die Menschheit verlangt nach diesem Öl” (30. April 2010)
• Hamburger Abendblatt: “Die Entlastungsbohrung muss zentimetergenau sein” (3. Juni 2010)
• Focus Online (3. Mai 2010)
• Frankenpost – Kinderzeitung (Text)

Im Bereich Tiefbohrtechnik ist er derzeit der einzige deutsche Professor. Der Fokus seiner Forschungen liegt auf alternativen Methoden zur Hartgesteinszerstörung. Je härter das Gestein, desto langsamer die Bohrgeschwindigkeit und desto höher die Bohrkosten. “Wir entwickeln zum Beispiel berührungslose Bohrmeißel, die das Gestein mit hochenergetischen Blitzen zerstören”, berichtet Prof. Reich.

Matthias Reich wurde 1959 in Osterode/Harz geboren. Nach der Ausbildung war er 16 Jahre in verschiedenen Positionen für die Entwicklung, Erprobung, Optimierung und Markteinführung neuer Bohrsysteme zuständig. 2004 schloss er an der TU Bergakademie eine nebenberufliche Promotion im Fach Tiefbohrtechnik ab. Jüngst erschien sein Buch “Auf Jagd im Untergrund – Mit Hightech auf der Suche nach Öl, Gas und Erdwärme”. Darin erfährt der Leser auf unterhaltsame und verständliche Weise, wie Öl gefunden und gefördert wird.

Die 8 Professoren des Freiberger Hochdruck-Forschungszentrums (FHP) zusammen mit Frau Erika Krüger

Am Institut für Geotechnik der TU Bergakademie Freiberg wurde ein neues Großschergerät vom Typ GS-1000 in Betrieb genommen. Das Hochleistungsgerät wurde am Lehrstuhl für Felsmechanik unter Leitung von Prof. Konietzky in Zusammenarbeit mit sächsischen Firmen entwickelt und gebaut. Es ist das mit Abstand leistungsfähigste weltweit, nicht nur wegen seiner enormen Kräfte in den zwei Achsrichtungen (2 x 1000 kN), sondern vor allem wegen der Möglichkeit, dynamische Versuche bis 40 Hz unter Volllast zu fahren. Außerdem sind hydro-mechanisch gekoppelte Versuche mit Fluiddrücken von bis zu 100 bar möglich. Im April 2010 wurde Beisein von Stifterin Erika Krüger und dem Stifterrat der Dr. Erich Krüger Stiftung die Maschine ihrer Bestimmung übergeben.

Neben den Aktivitäten im Hochdruckforschungszentrum bietet dieses Schergerät einzigartige Untersuchungsmöglichkeiten im Hinblick auf das Festigkeits- und Deformationsverhalten von Gesteinsmatrizen und Klüften. Diese wiederum sind beispielsweise entscheidende Parameter für die Dimensionierung von Talsperren, Bergwerken und Felsböschungen. Die dynamischen und hydro-mechanisch gekoppelten Testmöglichkeiten ermöglichen aber auch Probleme der Tiefengeothermie, der CO2-Sequestrierung oder der Erdbebenforschung zu lösen. Aufgrund des enormen Kraftpotentials der Maschine können Spannungszustände simuliert werden, wie sie in etwa bis 5.000 Meter vorherrschen.

Im “Drallkanal” am Institut für Mechanik und Fluiddynamik können Mini-Tornados unter kontrollierten Bedingungen erzeugt werden. Die imposante Forschungsanlage wurde im Rahmen des Forschungsprojekts Virtuhcon vom Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen entwickelt. Die Tornado-Forschung ist jedoch nur ein Nebenschauplatz. Das eigentliche Einsatzgebiet der Anlage ist die Ãœberprüfung von Vorgängen in stark Drall-behaftete Strömungen, wie sie beispielsweise in einem Hochofen in der Stahlschmelze auftreten können.

Tornados wie der von Großenhain am Pfingstmontag 2010 entstehen, wenn drehende Luftströmungen in vertikale Richtung abgelenkt werden. Dann tritt der sogenannte Pirouetteneffekt auf, der die aufsteigende Luft immer schneller rotieren lässt. Allerdings sind die genauen Ursachen für die Tornadoentstehung sehr komplex und noch nicht vollständig verstanden.

Die Wissenschaftler des Instituts für Mechanik und Fluiddynamik stellen deshalb diese Strömungsbedingungen in ihrem Experiment nach. Durch die Untersuchungen wollen sie unter anderem die physikalischen Vorgänge in tornado-ähnlichen Strömungswirbeln erforschen.

Ansprechpartner:
Apl.-Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Schwarze
Institut für Mechanik und Fluiddynamik

Foto von Eckard Mildner (Anklicken für Großbild):
Sebastian Kern (l.) und Dr. Rüdiger Schwarze am Drallwasserkanal, einer Forschungsanlage im Rahmen des Virtuhcon-Projektes an der TU Bergakademie Freiberg. Der Wasserwirbel rotiert mit 30 Umdrehungen in der Minute.

Prof. Jörg Matschullat (Geochemie und Geoökologie) wurde am 1. Juni 2010 in den Beirat der renommierten Zeitschrift “GAIA” berufen. “Das ist für mich eine hohe Auszeichung und ich bin nachgerade stolz darauf, befinde ich mich doch in diesem
Herausgeberkreis in sehr sehr guter Gesellschaft”, so Matschullat.

Die Zeitschrift GAIA - Ökologische Perspektiven für Wissenschaft und Gesellschaft ist eine transdisziplinäre wissenschaftliche Zeitschrift des Münchener oekom verlags, die sich mit Hintergründen, Analysen und Lösungen von Umwelt- und Nachhaltigkeitsproblemen befasst. Die in GAIA veröffentlichten Beiträge werden sowohl anhand fachlicher Kriterien als auch unter dem Aspekt einer fachübergreifenden Relevanz und Verständlichkeit ausgewählt. Namhafte Herausgeber, Beiräte und Autoren garantieren die hohe Qualität der Beiträge. Die Beiträge unterliegen einer doppelt blinden Fachbegutachtung (double-blind peer review) sowie der Prüfung durch einen fachfremden Gegenleser.

Die Zeitschrift geht zurück auf eine Initiative von Wissenschaftlern des Zentrums Philosophie und Wissenschaftstheorie der Universität Konstanz, des Instituts für Wirtschaft und Ökologie der Universität St. Gallen sowie des Departements für Umweltnaturwissenschaften der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. GAIA erscheint seit 2001 im Zeitschriftenprogramm des oekom verlags.

Quelle: Wikipedia

2009 startete an der TU Bergakademie Freiberg ein Forschungsprojekt im Rahmen der Landesexzellenzinitiative Sachsen. Sein Titel: “Funktionales Strukturdesign neuer Hochleistungswerkstoffe durch Atomares Design und Defekt-Engineering (ADDE)”. Sprecher ist Prof. Dr. David Rafaja, Institut für Werkstoffwissenschaft.

Woran in diesem Projekt geforscht wird, zeigt und erläutert dieser Film.

Das Ziel des Spitzentechnologieclusters ADDE ist die Entwicklung moderner Hochleistungswerkstoffe mit hoher Funktionalität und Effizienz für Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Im Mittelpunkt der Forschung stehen Materialien für Photovoltaik, spezielle Materialien für Mikroelektronik, wie z.B. Materialien für elektronische Schalter, Speicher und Sensoren, weiterhin ultraharte Werkstoffe für die Herstellung von Werkzeugen, hochtemperaturkorrosionsfeste Werkstoffe und hochfeste duktile Werkstoffe für den Maschinen- und Fahrzeugbau.

Der gemeinsame wissenschaftliche Ansatz aller Teilprojekte ist eine gezielte Modifizierung und Gestaltung von Materialeigenschaften durch den Einbau von Defekten in die atomare Struktur der Werkstoffe. Diese Defekte werden nicht wie üblich als nachteiliges Phänomen betrachtet, sondern als ein Werkzeug zur Verbesserung der Materialeigenschaften. Die Aufgaben der am Spitzentechnologiecluster beteiligten Wissenschaftler sind daher, die Rolle der Defekte in Werkstoffen zu verstehen, um sie für maßgeschneidertes Design der Werkstoffe nutzen zu können, und Technologien zu entwickeln, mit denen die Ergebnisse der Grundlagenforschung schnell in der Praxis umgesetzt werden können.

Im Rahmen des Spitzentechnologieclusters ADDE werden hauptsächlich Investitionen in die Infrastruktur und in den wissenschaftlichen Nachwuchs vorgenommen. Dafür wurden unter anderem die gerätetechnische Ausstattung und die Anlauffinanzierung von methodischen Kompetenzzentren beantragt. Dadurch werden die an der TU Bergakademie Freiberg vorhandene Kompetenzen gebündelt und die interdisziplinären Kooperationen gestärkt, welche die TU Bergakademie Freiberg wissenschaftlich profilieren.