MünchnerUni.Magazin - Ludwig-Maximilians-Universität München

Blaue und rote Bögen wabern über den Erdball,
ausgelöst durch einen kleinen gelben Punkt im Inneren
des Globus. Was sich auf dem Laptop von
Professor Igel wie ein dreidimensionales Kaleidoskop
abspielt, simuliert den Schwingungszustand
der Erde etwa 25 Minuten nach einem Erdbeben.
Die farbigen Wellen kennzeichnen die Verschiebung
des Erdinneren aus der Ruhelage – auch
wenn Ruhelage für Heiner Igel nur ein relativer
Begriff ist. „Die Erde schwingt ständig wie eine
Glocke“, erklärt der Wissenschaftler. Das so genannte
global hum, ein sehr tieffrequentes Grundsummen
der Erdkugel, wird permanent von seismischen
Messpunkten rund um den Globus registriert.
Seit den 60er Jahren zeichnet dieses Netzwerk
alle Regungen des Planeten auf. Eingerichtet
wurde es jedoch nicht als Frühwarnsystem für
Erdbebenopfer, sondern um den damals zwischen
Großbritannien, der UdSSR und den USA abgeschlossenen
Atomwaffensperrvertrag kontrollieren
zu können – Seismologie als Kind des Kalten
Krieges.
Heute werden jedes Jahr mehrere tausend größere
Erdbeben im globalen Netzwerk registriert. Nationale
und internationale Rechenzentren speichern
diese Daten ohne Verzögerung, so dass bei
Beben, die größere Schäden nach sich ziehen, sofort
das Epizentrum, die Tiefe und die Stärke ermittelt
werden können. Gleichzeitig werden die
Laufzeiten verschiedener seismischer Wellentypen
katalogisiert. Was früher Wochen in Anspruch
nahm, passiert jetzt automatisch und steht in der
Regel Minuten nach schweren Beben im Internet.
Seit Mitte der 80er Jahre ist es Wissenschaftlern
möglich, mit Hilfe der Strahlentheorie Daten wie
1 Ein außergewöhnlicher metallischer
Glanz kennzeichnet den erkalteten
Lavastrom aus dünnflüssiger Pahoehoe-Lava
auf Hawaii.
3 Professor Heiner Igel von der Sektion
Geophysik der LMU zeichnet mit Hilfe
dreidimensionaler Computersimulationen
(gr. Bild li.) die Schwingungszustände
der Erde nach.
die beobachteten Ankunftszeiten von Erdbebenwellen
in einem globalen Erdmodell einzuordnen.
Diese so genannte seismische Tomographie hat
das Bild des Erdinneren, im Besonderen des Erdmantels
und der damit verknüpften so genannten
Mantelkonvektion, geprägt. Zum ersten Mal konnten
abtauchende Platten der obersten Erdschicht
sichtbar gemacht und warme Bereiche unter
vulkanisch aktiven Regionen nachgewiesen
werden.
DER COMPUTER ALS LABOR
„Trotz des globalen seismischen Netzes wissen
wir aber nach wie vor leider nur sehr wenig darüber,
was direkt an der Erdbebenquelle im Inneren
der Erde passiert“, bedauert Professor Igel. Die
Diskrepanz zwischen der großen Menge an
gesammelten Daten und seismischen Beobachtungen
und die noch unzureichende Entwicklung
von Theorien und Simulationen davon, was
tatsächlich nahe des Mittelpunktes der Erde geschieht,
treibt den Forscher in seiner Arbeit an.
„Die bei Erdbeben ausgestrahlte seismische
Wellenenergie liefert wichtige Informationen über
das Erdinnere und die dahinter stehende Physik
lässt sich heute gut in dreidimensionalen Modellen
simulieren.“ Damit haben die Computer heute
zum Teil die Rolle von physikalischen Labors übernommen.
Für eine realistische Berechnung der
Modelle werden jedoch Hochleistungs-Computer
und so genannte parallele Programme benötigt.
Ein solcher Supercomputer steht den
Geophysikern der LMU am Leibniz-Rechenzentrum
zur Verfügung. Er kann Algorithmen
nicht seriell hintereinander, sondern gleichzeitig
MUM 01 | 2004 TITEL
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