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Die Erde besteht aus riesigen beweglichen Teilen, sogenannten tektonischen Platten, die mit großer Kraft gegeneinander drücken. Wenn eine Platte plötzlich einer anderen nachgibt, kommt es zu einem Erdbeben. Erdbeben betreffen die Biosphäre, die Schicht der Erdoberfläche, in der Leben existieren kann. Dies schließt alles Wasser auf oder in der Nähe der Erdoberfläche, der Hydrosphäre, ein. Die Schwere eines Erdbebens nimmt mit zunehmender Stärke (seiner relativen Größe, gemessen mit einem Seismographen) zu und mit zunehmender Entfernung von dem Fehler, der es verursacht hat, ab.
Seismische Wellen
Die meisten Menschenleben bei einem Erdbeben werden durch den Einsturz von Gebäuden zerstört, der in der Sprache der Physik durch eine Kombination von Körper- und Oberflächenwellen verursacht wird. Diese Wellen lassen den Boden und die auf dem Boden ruhenden Gebäude auf komplexe Weise vibrieren. Die Wellen wandern durch Gebäudefundamente und bekämpfen ihre Trägheit oder ihren Widerstand gegen Veränderungen. Wände und Fugen werden belastet, wodurch Gebäude zerstört werden, die nicht gebaut wurden, um diesen Belastungen standzuhalten.
Erdrutsche
Erdbeben können verschiedene Arten von Erdrutschen verursachen. Die häufigste Art von Erdbeben verursachten Erdrutschen ist ein Steinschlag, der an steilen Hängen auftritt. Bodenlawinen können an steilen Hängen auftreten, die im Allgemeinen stabil sind, bei denen der Boden jedoch feinkörnig und nicht fest an Ort und Stelle gehalten wird. Unterwasser-Erdrutsche können in Deltas auftreten und für Schäden an Hafenanlagen verantwortlich sein, wie dies 1964 in Seward, Alaska, der Fall war.
Verflüssigung
Normalerweise stabile und stützende Sandböden können sich während eines Erdbebens mit Wasser vermischen und zu Treibsand werden - ähnlich wie beim Wackeln der Zehen im Sand in der Nähe der Wasserlinie am Strand. Das Ergebnis ist eine Verflüssigung, die sich auf verschiedene Arten manifestieren kann. Eine seitliche Ausbreitung ist die seitliche Bewegung großer Bodenflächen auf einem sanften Hang. Der Boden kann sich von 10 bis 150 Fuß bewegen und unterirdische Rohrleitungen zerstören. Ein Fließfehler ist eine Schicht aus intaktem Material, die sich über einer Schicht verflüssigten Bodens an Land oder unter Wasser befindet. Flussstörungen können bei einer Geschwindigkeit von bis zu mehreren zehn Meilen pro Stunde katastrophale Folgen haben. Böden, die normalerweise ein Gebäude oder eine andere Struktur tragen, verlieren beim Verflüssigen ihre Tragfähigkeit, wodurch sich die abgestützte Struktur absetzen und neigen kann. Sandstöße treten auf, wenn bei längerem Schütteln der verflüssigten Schichten Wasser aus der Sandschicht austritt.
Hydrosphäre
Erdbeben können den Grundwasserfluss aus Quellen verändern, indem sie eine Ausdehnung und Kontraktion des Grundwasserleiters verursachen, aus dem die Quelle fließt. Die Änderung kann entweder vorübergehend oder dauerhaft sein. Erdbebenfehler können auch zu versetzten Strömungskanälen und durchhängenden Teichen führen. Dabei handelt es sich um Wasser, das sich in der Vertiefung entlang einer Störungslinie sammelt. Die mit Abstand größte Auswirkung von Erdbeben in der Hydrosphäre ist der Tsunami, was auf Japanisch „Hafenwelle“ bedeutet. Tsunamis entstehen durch eine plötzliche vertikale Verschiebung des Meeresbodens, in der Regel dort, wo sich tektonische Platten treffen, die durch ein Erdbeben, einen Erdrutsch oder einen Vulkan verursacht werden können. Eine kleine Welle, im Allgemeinen nur ein paar Meter hoch, wird erzeugt. Wenn die Wassertiefe in der Nähe von Land abnimmt, nimmt die Höhe der Welle jedoch um ein Vielfaches zu und kann Hunderte oder Tausende von Kilometern vom Ort des Erdbebens entfernt massive Zerstörungen verursachen. Eine Miniaturform des Tsunami, die in Seen auftreten kann, wird als Seiche bezeichnet.
Landformen
Große Erdbeben können die Höhe der Berge von einigen Zentimetern auf einige Fuß erhöhen. Wenn sich eine Seite eines Fehlers relativ zur anderen Seite des Fehlers nach oben bewegt, entsteht ein steiler Grat, der als Steilküste bezeichnet wird. Wenn entlang einer Verwerfung wiederholte Erdbeben auftreten, wird das Gestein entlang der Verwerfung gebrochen und erodiert. Mit der Zeit kann sich in der Verwerfungszone ein Tal bilden. Ein Fehler kann die Grundwasserbewegung stören, den Wasserstand anheben oder absenken und zur Bildung von Teichen oder Quellen führen. Ein Streichenfehler auf der Oberfläche des Bodens zeigt sich als eine lange flache Störung, die als Moletrack bezeichnet wird.