Maanjäristys

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Maanjäristyksen tuhoama koulu El Salvadorissa.
Maanjäristystoiminta. Maanjäristykset, jotka olivat voimakkuudeltaan yli 4,5 Richterin asteikolla, 1973-2004. Väri kuvaa maanjäristyksen esiintymissyvyyttä.
Maanjäristysten keskipisteet 1963-1998. 358 214 järistystä.
Maanjäristysaaltojen eteneminen Maan sisuksissa.
San Franciscon raunioita vuoden 1906 maanjäristyksen jälkeen

Maanjäristys on Maan peruskallion tärähtelyä, joka on voimakkaana hyvin tuhoisaa rakennuksille ja ihmisille. Heikko järistys heiluttaa lamppuja, voimakas järistys romahduttaa talot, hyvin voimakas myllää maaperääkin. Meren pohjassa tapahtunut maanjäristys voi aiheuttaa voimakkaan hyökyaallon, tsunamin. Maanjäristyksen voimaa mitataan yleensä Richterin asteikolla ja tuhoisuutta Mercallin asteikolla. Järistykset, jotka ovat voimakkuudeltaan yli seitsemän Richterin asteikolla, ovat hyvin tuhoisia. Maanjäristyksiä syntyy muun muassa mannerlaattojen liikkuessa toistensa suhteen, tulivuorenpurkauksen, asteroiditörmäyksen, maanvyöryn tai ydinräjähdyksen takia. Maanjäristyksiä esiintyy eniten mannerlaattojen raja-alueilla, joissa on runsasta tulivuoritoimintaakin. Maanjäristyksen maanalainen tapahtumapaikka on hyposentrumi, ja maanpintakeskus episentrumi. Hyposentrumi voi olla satojen metrien tai jopa satojen kilometrien syvyydessä.

Maanjäristyksiä pystytään toteamaan kaukaakin seismometriksi kutsutulla laitteella. Maanjäristysaallot jaetaan pitkittäisiin ja poikittaisiin. Järistysaaltojen heijastumisia tutkimalla voidaan selvittää jossain määrin peruskallion ja koko Maan rakennetta.

Synty[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Laattatektoniikka[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yli 90 prosenttia kaikista maanjäristyksiä syntyy mannerlaattojen reunoilla.[1] Merkittävin maanjäristysalue seuraa niin sanottua Tyynenmeren tulirengasta, jonka alueella vapautuu 80 prosenttia kaikista maanjärityksissä vapautuvasta energiasta. Toinen merkittävä maanjäristysalue Alppien–Himalajan orogeeninen vyöhyke, jonka maanjäristyksissä vapautuu 15 prosenttia maanjäristysenergiasta ja joka yhtyy Tyynenmeren tulirenkaaseen Malaijien saaristossa. Muita tektonisesti aktiivisia alueita ovat valtamerten keskiselänteet ja Iso hautavajoama.[2]

Laattatektoniikasta johtuvien järistysten syntymekanismia selitetään niin sanotulla kimmahdusteorialla.[2] Laattojen välistä liketta vastustaa niiden välinen kitka. Kun kitja on suurempi kuin rajapinnalla vaikuttava jännitysvoiva, laatat eivät liiku toisiinsa nähden ja syntyy jännityskertymä. Jännitys jatkaa kasvamistaan, ja lopulta se purkautuu äkisti maanjäristyksenä.[3] Hyposentriksi eli fokukseksi kutsutaan paikkaa, jossa jännityksen purkautuminen alkaa.[4]

Maanjäristys on maankuoren värähtelyä. Värähtelyt leviävät aaltoina järistyskeskuksesta maan kuoreen ja sisään. Aaltotyyppejä on kolme: primääri- (P), sekundaari- (S) ja pinta-aallot (L). Maanjäristykset ovat endogeenisiä tapahtumia.

Tulivuoritoiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tulivuoritoimintaan liittyy myös niin sanottuja vulkaanisia maanjäristyksiä. Todennäköisesti tällaisissakin maanjäristyksissä tapahtuman syy kiviaineksen välisessä kimmahdusenergiassa. Jännitystilaan on kuitenkin saattanut tallentua energiaa, joka on peräisin magman liikkeistä aiheutuneesta lämmöstä.[2]

Ihmistoiminta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ihminen aiheuttaa jonkin verran maanjäristyksiä myös omalla toiminnallaan. Esimerkiksi kaivoksista poistettu kiviaines saattaa muuttaa jännitystiloja kaivostunnelien ympärillä ja toisaalta nesteiden pumppaminen syviin kaivoihin saattaa voidella siirrospintaa sen verran, että jännitys pääsee laukeamaan.[2]

Suurten tekojärvien täyttäminen on aiheuttanut yli 20 merkittävää seismisen aktiivisuuden kasvamista. Suurin osa tapauksista liittyy tekojärviin, joiden syvyys on yli 100 metriä ja tilavuus yli kuutiokilometrin. Todennäköisesti tekojärvien alueella on ollut jo paikallisia jännitteitä, jotka veden lisäpaine on saanut laukeamaan. Tekojärviin liittyneitä maanjäristyksiä on usein vaikea liittää suoraan järven täyttämiseen, sillä tapahtumaa edeltäneeltä ajalta ei ole vertailuaineistoa.[2]

Aaltotyypit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Primääri- eli pitkittäisaallot kulkevat nopeimmin ja saapuvat nimensä mukaisesti ensimmäisinä havaintopaikalle. Aallot kulkevat myös Maan nestemäisen ytimen läpi aina maapallon vastakkaiselle puolelle asti. Kaikkia alueita P-aallot eivät kuitenkaan saavuta, koska edetessään ne kääntyvät kohti Maan pintaa ja taipuvat vaipan ja ytimen rajalla. Ytimen ohi kulkevat aallot kulkevat etäisimmillään 103 asteen päähän järistyskeskuksesta. Ytimen läpäisseet aallot puolestaan peittävät noin 20 asteen säteisen alueen vastapuolella.

Sekundaariaallot ovat poikittaista aaltoliikettä, joka ei voi edetä nesteessä eikä siten läpäise Maan ydintä. Ne kulkevat P-aaltoja lähes puolet hitaammin. P-aaltojen tavoin S-aallot voidaan havaita 103 asteen säteisellä vyöhykkeellä järistyspaikasta, mutta ei kuitenkaan sen ulkopuolella.

Voimakkuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Intensiteetti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vanhin maanjäristyksen voimakkuuden ilmoittamiseen käytetty suure on intensiteetti. Se perustuu järistyksien aiheuttamien näkyvien vaikutusten havainnointiin. Tällaiten vaikutusten mittaamiseen on kehitetty Mercallin asteikko, jota on sittemmin muokattu paljon. Niin sanottu muunnettu Mercallin asteikko jakaa järistykset 12 luokkaan. Luokka I on vaikutuksiltaan pienin ja luokka XII suurin. Luokan I järistyksen pystyy havaitsemaan vain laitteilla, kun luokan XII järistys tarkoittaa täydellistä tuhoa. Luokka II on ihmisaistein havaittavissa ja luokan VI järistykset aiheuttavat jo vähäistä vahinkoa.[5]

Maanjäristyksen vaikutusalueelta kootun tiedon perustella voidaan laatia isoseisti-kartta. Siinä karttaan on piirretty tuntuvuusalueen rajat. Intensiteetin vaihtelu kuvastaa hyvin järistyspesäkettä ympäröivän kallioperän geologistektonista rakennetta.[5]

Intensiteettia on hyvin vaikea tai jopa mahdoton määritellä asumattomilla alueilla tai merellä tapahtuneiden maanjäristyksen kohdalla. Sama ongelma on myös niiden maanjäristyksen kohdalla, jotka tapahtuvat syvällä.[5]

Magnitudi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnitudilla mitataan maanjärjistyksen suuruutta fysikaalisena tapahtumana ja sen voimakkuutta itse järistyslähteessä. Magnitudiasteikot perustuvat laitehavaintoihin ja seismogrammin rekisteröimään jälkeen.[6]

Magnitudiasteikkoja on useita, ja niillä saadaan yleensä hieman toisistaan poikkeavia arvoja. Asteikot ovat tyypillisesti logaritmisia, jolloin asteen nousu tarkoittaa maanjärityksen vaoimakkuuden kymmenkertaistumista. Käytetyin asteikko on niin sanottu Richterin asteikko (ML) lähijäristyksille sekä pinta-aaltomagnitudi (Ms) ja perusaaltomagnitudi (mb) kaukana sattuneille järistyksille. Nämä asteikot toimivat hyin vain tietyllä taajuus- ja etäisyysvälillä, minkä takia on kehitetty momenttimagnitudi (Mw), joka antaa luotettavimman arvion voimakkuudesta.[6]

Mittaaminen ja ennustaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Rekisteröinti[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maanjäristysten rekisteröimiseen tarkoitettua laitetta kutsutaan seismografiksi.[7] Siihen kuuluu seismometri, jonka tarkoituksena on vastaanottaa maanpinnan liikkeet. Seismometri on laite, jossa on löysästi kiinnitetty massa ja induktiokela. Massa ja siihen kiinnitetty magneetti jäävät jälkeen maanpinnan liikkeestä, jolloin kelan ja magneetin välisestä suhteellisesta liikkeestä syntyy kelaan pieni sähkövirta. Sitä vahvistamalla ja sopivalla laitejärjestelyllä se saadaan näkyvään muotoon.[4]

Kallioperän liikettä pitää havainnoida kolmesta suunnasta, jotta sen liike pystyttäisiin havaitsemaan täydellisesti. Suunnat ovat pystysuunnan vertikaaliliike sekä kahden pääilmansuunnan horisontaaliliike. Seismografit jaetaan tämän perusteella vertikaali- ja horisontaaliheilureihin.[7]

Seisminen monipisteasema koostuu keskusasemasta ja laajalle alueelle sijoitetuista seismometreistä, joita voi olla jopa useita satoja.[7] Ne on sijoitettu optimietäisyyksien päälle, ja niiden rekisteröintitietojen avulla voidaan saada tietoja jopa pienimmistäkin seismisistä tapahtumista.[4]

Ennustaminen ja ennakointi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maanjäristyksiä ei pysty ennustamaan, jos sillä tarkoitetaan lyhyen ajanjakson, kuten vuoden sisällä tietyssä paikassa tapahtuman maanjäristyksen ajoittamista etukäteen. Ennakointi on kuitenkin mahdollista, jolloin esimerkiksi voidaan arvioida muutaman vuosikymmenen aikana tapahtuvaa järistystä.[8]

Joskus ennakoinnissa päästään kohtalaiseen tarkkuuteen. Esimerkiksi Turkissa on havaittu maanjäristysten seuraavan toisiaan muutaman vuoden välein, ja aina noin saman verran edellistä lännempänä. Vuoden 1999 voimakas järistys oli surullinen todiste tutkijoiden tuloksille. Seuraavan suurjäristyksen Turkissa ennustetaan sattuvan Istanbulin lähellä.

Suurta maanjäristystä seuraa usein heikompia jälkijäristyksiä. Niiden esiintymisessä on usein joitakin säännönmukaisuuksia. Järistysalueella jälkijäristyksiin on hyvä varautua, ja voimakkaiden järistysten jälkeen niitä on jopa tuhansia usean vuoden aikana.[8]

Varautuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maapallolla on tiettyjä seutuja, joilla järistyksiä sattuu tiheään. Alttiita alueita ovat esimerkiksi Turkki, Iran, Kalifornia ja Japani. Voimakas järistys voi tuhota kokonaisen kaupungin, jos se sattuu sijaitsemaan lähellä järistyskeskusta. Tuhoja yritetään lieventää rakentamalla maanjäristyksen kestäviä rakennuksia ja muita rakenteita.

Merkittäviä maanjäristyksiä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Earthquake Encyclopædia Britannica. 2017. Encyclopædia Britannica, Inc. Viitattu 18.10.2017. (englanniksi)
  • Kakkuri, Juhani & Hjelt, Sven-Erik: Ympäristö ja geofysiikka. Helsinki: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2000. ISBN 952-5329-05-4.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Kakkuri & Hjelt, s. 157.
  2. a b c d e Encyclopædia Britannica.
  3. Korja, Annakaisa & Heikkinen, Pekka & Karkkulainen, Kati: Miksi maapallolla tärisee?. Dimensio, 4/2005, 69. vsk, s. 7. Helsinki: Matemaattisten aineiden opettajien liitto. Artikkelin verkkoversio (pdf) Viitattu 18.10.2017.
  4. a b c Sanasto Seismologian laitos, Helsingin yliopisto. Viitattu 18.10.2017.
  5. a b c Kakkuri & Hjelt, s. 142–143.
  6. a b Maanjäristyksen voimakkuus Seismologian laitos, Helsingin yliopisto. Viitattu 15.10.2017.
  7. a b c Kakkuri & Hjelt, s. 136–137.
  8. a b Voiko maanjäristyksien esiintymistä ennakoida? Seismologian laitos, Helsingin yliopisto. Viitattu 15.10.2017.
  9. Amos, Jonathan: 'Risks remain' after Chile quake BBC News. 31.1.2011. Viitattu 11.3.2011. (englanniksi)
  10. Tuhoisa tsunami iski Japaniin YLE Uutiset. 11.3.2011. Viitattu 11.3.2011.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Maanjäristys.