Geophysik / News / Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964

28.03.2014

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964

Das „Große Alaska-Erdbeben“, auch Karfreitagsbeben genannt, war mit einer Magnitude von 9,2 das stärkste Erdbeben, das sich je in den USA ereignete, und weltweit das zweitstärkste, das je gemessen wurde (es war damit stärker als das Japan-Beben 2011 und das Sumatra-Beben 2004 und wurde nur von einem Erdstoß der Magnitude 9,5 in Chile 1960 überboten). Es ereignete sich am Karfreitag, dem 28. März 1964, um 03:36 Uhr Weltzeit (27. März, 17:36 Uhr lokaler Zeit) in einer Herdtiefe von etwa 25km. Die gewaltigen Erdstöße dauerten etwa vier Minuten lang. Das Epizentrum lag  im südlichen Zentral-Alaska im Prinz-William Sund (61,04°N; 147,73°W) im Bereich des Aleutengrabens.

 

Trotz Mega-Tsunami relativ kleine Opferzahlen

Infolge des Bebens starben 131 Menschen. Fast alle Todesfälle (122) wurden durch einen Tsunami verursacht, der die engen Meeresbuchten des Prinz-William-Sund und die Halbinsel Kenai südlich von Anchorage heimsuchte und eine Wellenhöhe von knapp 70 Metern erreichte. Einzelne Opfer wurden auch aus Kalifornien und Oregon gemeldet.
Es war günstigen Umständen (Feiertag, Abendstunde, kein Fischereibetrieb) und einer geringen Bevölkerungsdichte an der Küste zu verdanken, dass relativ wenige Todesopfer zu verzeichnen waren. Der Sachschaden war mit 311 Millionen US$ dennoch hoch. In vielen Städten (Chitina, Glennallen, Homer, Hope, Kasilof, Kenai, Kodiak, Moose Pass, Portage, Seldovia, Seward, Sterling, Valdez, Wasilla, and Whittier) gab es schwere Gebäudeschäden. Am schwersten betroffen war die Hauptstadt Anchorage, etwa 120 km nordwestlich des Epizentrums. Ganze Straßenzüge stürzten ein, Häuser, Bürogebäude, Schulen waren durch Erdrutsche und massive Landverschiebungen schwer in Mitleidenschaft gezogen (siehe Abbildung 1).

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964

Abbildung 1: Erdrutsche, Landverschiebungen und Hebungen der Erdkruste als Auswirkung des verheerenden Erdbebens. Der Meeresboden gab nach einer tektonischen Anhebung der Küste von zehn Metern die Kalkskelette der Meeresorganismen frei (rechts).  Bildquellen: http://libraryphoto.cr.usgs.gov/earth. 

 

Starke Landschaftsveränderungen

Kein Erdbeben in der Geschichte führte zu derart tiefgreifenden Veränderungen der Erdoberfläche. Rund 285 000 km² der Erdkruste waren von weitflächigen Hebungen und Senkungen betroffen, die zu maximalen vertikalen Versetzungen von bis zu 15 Metern führten (siehe Abbildung 2). Dadurch kam es zu zahlreichen Erdrutschen, Felslawinen und Bodenverflüssigungen, die ganze Wohnviertel abgleiten ließen.

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964  

Abbildung 2: Das Epizentrum und die Lage der großflächigen Hebungen (rote Schraffur) und Senkungen (blau) infolge des „Großen Alaska-Erdbebens“, 1964. Bildquelle: Google Earth, verändert.

Der enorme Tsunami entstand durch die ruckartige Anhebung des Meeresbodens um etwa zehn Meter entlang des Aleutengrabens, der mit einer der höchsten gemessenen Wellenhöhen infolge von Erdbeben (bis 67 Meter!) die Küstenregionen verwüstete. Aufgrund dieser Erfahrung wurden in der Folge ein den Pazifik umgreifendes Tsunamiwarnsystem entwickelt und installiert, um die an der Küste befindlichen Infrastrukturen zu schützen und die Bevölkerung zu warnen.  

 

Tektonische Ursache

Alaska ist weltweit eine der aktivsten tektonischen Regionen der Welt. Das Karfreitagsbeben ereignete sich an der Plattengrenze zwischen der Pazifischen und der Nordamerikanischen Platte im Bereich des Aleutengrabens. Aufgrund der nordwestwärts gerichteten Bewegung der Pazifischen Platte um 5 bis 7 cm pro Jahr wird die Kruste von Südalaska zusammengestaucht und aufgefaltet, wobei sich einige Regionen vertieften und andere angehoben werden. Nach langen Perioden des Kräfteaufbaus schnellten die zusammengestauchten Küstenbereiche ruckartig über die abtauchende Pazifische Platte zurück. Infolgedessen bewegte sich beispielsweise die Latouch Insel etwa 18 Meter nach Südosten.

 

Aufzeichnung am Seismographen auf der Hohen Warte in Wien

Das Große Alaska-Erdbeben wurde auch mit dem Wiechert-Seismographen auf der Hohen Warte in Wien registriert. Für die Strecke von etwa 7000 km benötigte die schnellste seismische Welle elf Minuten, um vom Bebenherd nach Österreich zu gelangen. Die Auslenkungen der Bebenwellen, vor allem der Oberflächenwellen, waren so heftig, dass es zu einer mechanischen Versetzung der Registriernadel kam (siehe Abbildung 3).

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964

Abbildung 3: Ausschnitt des Seismogrammstreifens, auf dem das Alaska-Erdbeben auf der Hohen Warte in Wien / ZAMG aufgezeichnet wurde. Die Beschriftung „447 “ bezieht sich auf die Ortszeit des Ersteinsatzes in Wien.

Das Foto in Abbildung 4 zeigt den Wiechert-Seismographen mit einer Schwingmasse von einer Tonne, der von 1907 bis 1977 im Einsatz war. Bei diesen historischen Geräten wurden Seismogramme mittels Linienschreibern aufgezeichnet, die den Messwerteverlauf kontinuierlich als Funktion der Zeit auf eine Papierrolle niederschrieben. Eine Registriernadel kratzte dabei den Ausschlag des Pendels auf die berußte Papieroberfläche, die unter der Nadel kontinuierlich fortbewegt wurde.

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Abbildung 4: Der Wiechert’sche HorizontalSeismograph in den Kellerräumen der ZAMG, im Bild der Seismologe Dr. Edmund Fiegweil , Wien.

Aufgrund der enormen Energie, die das „Große Alaskabeben“ freisetzte, wurden im ganzen Erdkörper langperiodische Schwingungen angeregt, die mehrere Wochen anhielten (Schwingungen ähnlich dem Anschlagen einer Glocke). Sogar in Texas und Florida wurden noch vertikale Bodenschwingungen mit Amplituden von 5 bis 10 cm gemessen. Diese Eigenschwingungen konnten auf der ganzen Welt beobachtet werden.   

 

Auch in der Registrierung des Erdmagnetfeldes erkennbar

Nicht nur die Seismographen, sondern auch andere schwingfähige Messinstrumente, die zu ganz anderen Zwecken dienten, registrierten die heftigen Erschütterungen des Bebens. So zeichnete das Magnetometer, das am Geomagnetischen Observatorium am Cobenzl in Wien die zeitlichen Schwankung des Erdmagnetfeldes erfasst, eine erkennbare Auslenkung auf  (siehe Magnetogramm in Abbildung 5, rote Markierung). Sie entspricht einer vergleichbaren magnetischen Abweichung von etwa 5nT. Diese hat jedoch keine magnetische Störung als Ursache, sondern kam durch die mechanische Bewegung der aufgehängten Magneten im Instrument zustande. Dadurch kann es wie ein Seismometer Schwingungen aufzeichnen.

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964

Abbildung 5: Magnetogramm vom Geomagnetischen Observatorium Wien Cobenzl vom 27.-28. März 1964. Die Grafik zeigt die Variationen des Erdmagnetfeldes für die Horizontal-Komponente H und die Deklination D. Die vertikalen regelmäßigen Linien sind Stundenmarken. Somit kann die durch das Erdbeben verursachte Auslenkung mit der Zeit 03:48 UTC versehen werden.

Das Instrument aus den frühen Jahren des vorigen Jahrhunderts wurde an der ZAMG von Anbeginn des Observatoriums Wien Cobenzl bis 2010 eingesetzt (siehe Abbildung 6).  Die Funktionsweise der Messungen von  Horizontalintensität und Deklination sind mit einem Kompass zu vergleichen, wobei die Kompassnadel nicht aufliegt, sondern auf einem Quarzfaden aufgehängt ist und somit eine wesentlich höhere Genauigkeit erreicht werden kann. An den aufgehängten Magneten des historischen „Töpfer Eschenhagen“ Magnetometer- Systems ist ein Spiegel angebracht, auf den eine Lichtquelle fällt. Änderung des Erdmagnetfeldes und die daraus resultierende Bewegung des Magneten können somit auf Photopapier, das auf einer Registriertrommel aufgespannt ist, kontinuierlich aufgezeichnet werden.

Vor 50 Jahren: Das „Große Alaska – Erdbeben“ am 28. März 1964  

Abbildung 6: Historisches Magnetometersystem „Töpfer Eschenhagen - Variometer“ zur Aufzeichnung der Variationen des Erdmagnetfeldes (Wien-Cobenzl).

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