Was sagt die Richterskala?

Ein Seismometer zeichnet ein Seismogramm auf

Machen Sie den Test und fragen Sie Ihre Nachbarn, Kollegen oder Freunde: "Was misst eigentlich die Richterskala und bis wohin geht sie maximal?" Die Antwort wird sehr wahrscheinlich lauten: "Mit der Richterskala misst man die Stärke eines Erdbebens und sie ist nach oben offen." Fragt man dann etwas genauer nach, merkt man: Die wenigsten wissen genau, was es mit der Stärke von Erdbeben und ihrer Messung auf sich hat.

Ein Blick zurück auf die Anfänge der Erdbebenmessung macht einiges klarer: Anfang der 1930er-Jahre suchte der Seismologe Charles Francis Richter nach einem einfachen System, mit dem man die Stärke von Erdbeben messen kann. Richter arbeitete am "California Institute of Technology" im kalifornischen Pasadena. In Kalifornien sind Erdbeben nichts Ungewöhnliches. Und so suchte Richter nach einer universell einsetzbaren Skala, mit der er einerseits die vielen sehr schwachen Erdbeben aussortieren konnte; diese waren für die Forschung nicht interessant. Andererseits wollte Richter aber auch die Stärke von Erdbeben erfassen, die nicht in unmittelbarer Nähe einer Erdbebenstation stattfanden. Denn lange Zeit wurden Erdbeben immer nur an ihren Auswirkungen gemessen – ob etwa Häuser Risse bekommen, einstürzen oder Ähnliches. Außerdem sollte die Stärke möglichst einfach zu bestimmen sein, denn damals wurden Seismogramme noch von Hand ausgewertet.

Mehrere müssen messen

Die Grundidee für eine neue Skala lieferte ihm ein Kollege aus Japan: Wenn mehrere Erdbebenstationen dasselbe Erdbeben registrieren, kann man mit diesen Daten bestimmen, wo genau das Erdbeben stattfand (das so genannte Epizentrum) und wie stark das Erdbeben im Epizentrum war.

Auf dieser Grundlage hat Richter eine genaue Messvorschrift entwickelt: "Die Magnitude eines Erdbebens ist definiert als der Logarithmus der größten Auslenkung, gemessen in Mikrometer, mit der ein Standard-Seismometer das Erdbeben aus 100 Kilometer Entfernung registrieren würde."

Vorteil der Richterskala: Sie ist einfach

Diese Rechenvorschrift hatte einen bestechenden Vorteil: Sie ist einfach und man konnte den Magnitudenwert schnell bestimmen: Eine Auslenkung von 1 Millimeter entspricht 1000 Mikrometer – der Logarithmus von 1000 ist 3 (weil 1000 = 10 hoch drei ist). Und somit ist der Wert auf der Richterskala 3, sofern das Beben in 100 km Entfernung stattfand.

Richter hat dann eine einfache Tabelle aufgestellt: In der konnte man für jede Entfernung einen Wert ablesen, den man dann nur noch von dem Logarithmus der gemessenen Auslenkung im Seismogramm abziehen musste. Fertig.

Die Nachteile der Richterskala

Seit 1935, als Richter seine Erkenntnisse veröffentlichte, ist einige Zeit vergangen. Seismogramme werden nicht mehr mit dem Lineal ausgewertet, sondern mit dem Computer und Erdbebenforschung ist ein weltweites Geschäft: Wenn in Asien die Erde bebt, dann registrieren das auch die Erdbebenstationen in Europa und Amerika. Für solche Entfernungen ist die Richterskala aber völlig ungeeignet. Richter selbst hat in seiner Tabelle als weiteste Entfernung 600 km angegeben. Weiter darf eine Messstation also nicht vom Epizentrum entfernt sein, wenn man einen Wert auf der Richterskala bestimmen möchte. Zudem gilt die Richterskala streng genommen nur in Kalifornien, denn dort hat Richter gearbeitet und der entfernungsabhängige Korrekturfaktor bezieht sich auf die Bodenverhältnisse in Kalifornien. Wendet man die Richterskala in Deutschland an, muss man dem anderen Untergrund Rechnung tragen und die Korrekturwerte anpassen.

Kein Beben über 6,5

Und dann gibt es noch ein Problem: Zwar heißt es häufig, die Richterskala sei nach oben offen. Aber genau das Gegenteil ist der Fall. Man kann mit den von Richter ausgewählten Messgeräten gar keine starken Beben messen. Das erklärt der Leiter der Erdbebenstation Bensberg, Dr. Klaus-G. Hinzen: "Das liegt daran, dass die Messgeräte, mit denen Richter die Skala entwickelt hat, nur einen bestimmten Teil der Bodenbewegungen bei einem Erdbeben erfassen können. Und da passiert Folgendes: Die Beben werden stärker und die Zahlenwerte steigen an – aber nur bis etwa 6,5. Darüber hinaus sehen die Seismometer den Rest der Bodenbewegungen nicht mehr und deswegen werden die Zahlenwerte nicht mehr größer." Zusammengefasst: Die Richterskala hört bei 6,5 auf. Nur in den Medien gibt es sie mit größeren Zahlenwerten.

Neuere Erdbebenskalen können mehr

Eine dpa-Meldung vom 26.12.2004

Aber wie kommen Journalisten dann auf Werte, die es gar nicht geben kann? Eins ist klar: Auch wenn die Deutsche Presse-Agentur (dpa) eine "Stärke von 8,5 auf der Richterskala" meldet – die dort zitierte US-Erdbebenwarte würde so etwas niemals verbreiten, denn diesen Wert gibt es nicht. Doch neben der Richterskala haben Wissenschaftler weitere Skalen entwickelt. Sie liefern ebenfalls so genannte Magnitudenwerte – aber auf einer anderen Skala. Und damit sind auch Werte möglich, die größer als 6,5 sind. Doch die Richterskala ist so bekannt, dass die Medien sie auch dann verwenden, wenn die Wissenschaftler eine ganz andere Erdbebenskala genutzt haben.

Bei 10,6 bricht die Erdkruste auseinander

Eine der modernen Skalen ist die so genannte Momentmagnitude. Sie erfasst alle Wellentypen – sowohl kurze wie mittlere als auch lange Wellen. Um starke Erdbeben korrekt messen zu können, sind allerdings Messgeräte nötig, mit denen man die komplette Bandbreite der Bodenbewegungen bei einem Erdbeben erfassen kann. Aber auch die Momentmagnitude ist nur in der Theorie nach "oben offen". In der Praxis wird es auf der Erde niemals Werte über 10,6 geben. Ein Erdbeben mit der Stärke 10,6 wäre nämlich so stark, dass die gesamte Erdkruste aufbricht. Und weil nicht mehr als die gesamte Erdkruste aufbrechen kann, kann es auf der Erde auch keine Erdbeben geben, deren Momentmagnitude stärker als 10,6 ist.

Nach unten offen

Was nun die Richterskala angeht, so ist sie zwar nach oben tatsächlich nicht offen – wohl aber nach unten: Den Nullpunkt hat Richter mehr oder weniger willkürlich festgelegt. Zu seiner Zeit waren Beben mit der Stärke 0 die schwächsten Erschütterungen, die man mit den damaligen Messgeräten erfassen konnte. Moderne Seismometer können Bodenbewegungen noch im Nanometerbereich erfassen. Es sind also Werte möglich, die niedriger als Null sind.