Bau und Organisation einer Schulseismographenstation mit digitaler Fernabfrage und Konstruktion eines Lehrseismographen

Sebastian Schork, Thomas Poschen, Bernd Naeth
Städt. St.-Michael-Gymnasium Monschau

Jugend forscht 1996

Landessieger Nordrhein-Westfalen im Bereich Geo- und Raumwissenschaften
Bundeswettbewerb: 2. Preis im Bereich Geo- und Raumwissenschaften

Kurzfassung

Für Interessierte: Seismometer-Simulation (JAVA)

Die Beschäftigung mit Geophysik während einer Projektwoche im Sommer 1994 führte dazu, dass wir nicht nur an unserer Schule eine Erdbebenwarte errichteten, sondern jetzt auch den Prototypen eines Lehrseismographen vorstellen können, der dazu dienen soll, dieses unserer Meinung nach sehr interessante Thema in den Physikunterricht zu bringen bzw. der Öffentlichkeit im wahren Sinne des Wortes zugänglich zu machen. Denkbar wäre auch, dass Lehrmittelfirmen sich für unsere Arbeit interessieren.

Während wir bei der Erdbebenwarte besonders auf die Möglichkeit Wert legten, sämtliche Daten der Station bis hin zur Fernwartung via Modem computergesteuert abrufen zu können, kam es uns bei der Konstruktion des Lehrseismographen vor allem darauf an, dass dieser auch problemlos mit handelsüblichen Teilen ohne Fräsmaschine und Drehbank von Interessenten nachgebaut werden kann. Trotzdem sollte das Gerät in Aufzeichnungsqualität, Transportabilität und Anschaulichkeit unseren Ansprüchen gerecht werden; das haben wir dadurch erreicht, indem wir uns beim Bau am Prinzip eines amerikanischen Hobby-Seismographen orientiert haben, an dem wir aber sehr viele Details wesentlich verbessert haben (z.B., dass ein Seismograph möglichst unmagnetisch sein sollte; gut definierte Justagemöglichkeiten). Hierbei konnten wir die Erfahrung nutzen, die wir beim Bau der beiden Seismographen der Station gewonnen hatten.

Mit jedem unserer Seismographen lässt sich sehr genau die Entfernung zum Bebenherd und die Herdzeit bestimmen, mit unserer dreikomponentigen Station lässt sich sogar der Bebenherd lokalisieren.

Als Beispiel für die Leistungsfähigkeit des Lehrseismographen kann die Auswertung der Registrierung des Kurilen-Bebens (vgl. u.) vom 3.12.1995 dienen. Mit Mess-Schieber und automatischer Zeitmarkensetzung (DCF-77) ergeben sich folgende Werte für das Beben:

Herd-Distanz: Δ = 80,13� entspr. D = 8910 km
Herd-Zeit: t_H = 18h 01min 08s
Magnitude: M_S = 8,2

(zum Vergleich die offiziellen NEIS-Daten: Δ = 79,64� entspr. D = 8856km; t_H = 18h 01min 09s UTC; M_S = 8,0)