Jordbävning

Wikipedia

Foto taget efter jordbävningskatastrofen i San Francisco 1906

En jordbävning, även kallat jordskalv, innebär att marken skakar och rör sig på grund av plötsligt utlösta rörelser i jordskorpan eller övre delen av manteln, den så kallade litosfären. Skakningarna kan orsaka svåra skador på byggnader, och om jordbävningen inträffar under havet kan en flodvåg, tsunami, utlösas och färdas långa sträckor och orsaka stor förödelse när den når land.

Jordbävningar utlöses när spänningar i jordskorpan eller övre manteln laddas ur. Stora mängder energi frigörs och sprids i form av seismiska vågor genom jorden. Det är dessa vågor som orsakar den skakning som känns vid en jordbävning. Jordbävningar kan uppstå under flera olika förutsättningar. De områden i världen som är mest jordbävningsdrabbade ligger vid eller nära gränserna mellan de olika tektoniska plattorna som bygger upp jordskorpan. Jordbävningar förekommer också i samband med vulkanutbrott och landhöjning. Även kärnvapenprov under jord utlöser mindre jordbävningar.

Orsaken till att de flesta och kraftigaste jordbävningarna registreras nära gränsen mellan de tektoniska plattorna är att de största spänningarna byggs upp i dessa zoner. Vid plattgränserna återfinns också de allra flesta vulkaner.

Stora jordbävningar följs alltid av en lång rad efterskalv som kan hålla på i månader och uppgå till åtskilliga tusental. I samband med de allra kraftigaste jordbävningarna kan det i sällsynta fall förekomma enorma efterskalv som är nästan lika kraftiga som huvudskalvet. Ibland föregås det stora skalvet av många förskalv.

[redigera] Förekomst och typer

Karta över jorden med epicentra för jordbävningar 1963-1998 markerade med punkter

Om man studerar en ”seismisk karta” över hela världen framgår det att det finns två stora regioner i världen där över 90 procent av alla jordbävningar inträffar:

Den ena är den så kallade ”eldringen” som omger hela Stilla havet (bortsett från Antarktisregionen) inklusive de indonesiska öarna. Här registreras drygt 75 procent av alla jordbävningar.
Den andra zonen sträcker sig från Kanarieöarna in över Nordafrika, Medelhavsområdet och vidare bort genom Mellanöstern till Nordindien, Himalaya och Tibet.

Jordbävningar orsakar ofta förkastningar i jordskorpan. En av de mest kända är kanske San Andreasförkastningen som löper från norra till södra Kalifornien, en sträcka som är mer än 1 000 kilometer. Förkastningen har ett djup på mer än 15 kilometer. San Andreas-förkastningen är skarven mellan Stillahavsplattan, som huvudsakligen består av Stilla havets botten med tillägget Kaliforniens kustområde. Ett stort antal mindre förkastningar grenar ut sig från huvudlinjen och bildar San Andreas förkastningszon. Stillahavsplattan förflyttar sig i nordvästlig riktning med en hastighet av cirka 5 centimeter per år och gnider mot den nordamerikanska plattan.

I den här zonen sker förflyttningen med en ”krypande” rörelse, vilket åstadkommer ett stort antal mycket små och för människan omärkliga skakningar men även ett antal någorlunda stora jordstötar (som är märkbara för människan). Seismologer beräknar att sannolikheten är ungefär 2/3 för att en stor jordbävning (större än 6,7 på Richterskalan) ska inträffa senast 2032 i området runt San Francisco, som ligger omedelbart intill San Andreas-förkastningen.

På andra ställen på jorden är inte rörelsen konstant ”krypande” utan där byggs spänningen upp under en tidsperiod av kanske hundratals år för att plötsligt utösas och då åstadkomma riktigt stora jordbävningar som den med den hittills högsta uppmätta magnituden på Richterskalan, nämligen jordbävningen den 22 maj 1960 i Chile, som uppmättes till 9,5. Jordbävningen i Indiska oceanen 2004 hade magnitud 9,0 (enligt vissa uppgifter 9,15, eller till och med 9,20–9,30)

[redigera] Skalor

Richterskalan används av seismologer för att mäta styrkan på jordbävningen, det vill säga hur mycket energi som frigörs. Skalan är logaritmisk där en ökning med 1 steg motsvarar drygt 30 gånger större energimängd. En jordbävning med styrka 6,0 är således cirka 1 000 gånger kraftigare (drygt 30 · 30) än ett skalv med styrka 4,0. Den frigjorda energimängden i jättejordbävningen i Chile 1960 motsvarade styrkan i miljontals Hiroshima-bomber. Troligtvis kan ”vanliga” jordbävningar inte bli mycket kraftigare än den i Chile.

Troligen skulle dock skalv orsakat av till exempel ett jättelikt komet- eller asteroidnedslag (som det i Mexiko för 65 miljoner år sedan när dinosaurierna och många andra djurgrupper försvann) kunna nå en styrka över 10. Även jordbävning i samband med utbrott från en så kallad ”supervulkan” skulle kanske kunna nå styrka över 10. Sådana monsterutbrott är mycket sällsynta – det senaste kända inträffade på Sumatra för cirka 70 000 år sedan. En jordbävning med styrka över 12 skulle vara så våldsamt att jordklotet slits i stycken.

Mercalliskalan är ett annat sätt att möta jordbävningens styrka. Till skillnad från Richterskalan mäts inte den utlösta energimängden utan skalvets intensitet utifrån de skador den orsakar på människor, djur och byggnader. Marcalliskalan har 12 steg. Jordbävningar i steg 1 registreras bara av seismografer och 12 innebär total förödelse med stora marksprickor och ändringar i landskapet. Jordbävningen i Indiska oceanen 2004 hade intensitet 12.

[redigera] Vågrörelser

Jordbävningar består både av longitudinella (förtätningar och förtunningar) och av transversella vågor (dyningar), varav den sistnämda varianten ger de mesta skadorna på såväl landskap som bebodda områden. Jordbävningens centrum brukar benämnas epicentrum. Epicentrum är den punkt på marken som befinner sig rakt över jordbävningens fokus, den punkt djupt ner i marken där skalvet utlöses.

[redigera] Jordbävningar i Skandinavien

Norden (Island undantaget) är beläget långt från gränsen mellan olika kontinentalplattor där de stora skalven inträffar. Jordbävningar förekommer dock (dussintals varje år) även om merparten av dem är så svaga att de endast registreras av seismografer. De flesta skalven i Sverige orsakas av den landhöjning som fortfarande pågår efter senaste istiden.

Island ligger i en mittoceanrygg mellan den Nordamerikanska och den Europeiska plattan och har därför frekventa jordbävningar. Då jordskorpan är betydligt tunnare på Island än på äldre landområden blir spänningsuppbyggnaden inte så stor innan ett skalv utlöses. Det innebär att skalv överskridande magnituden ca 6,5 inte förekommer på Island.

Det kraftigaste skalvet som någonsin registrerats i Norden inträffade 1904 och nådde 6,0 på Richterskalan (5,5 enligt annan uppgift). Epicentret var beläget vid Kosteröarna och skalvet kändes rejält över stora delar av Syd- och Mellansverige. Skalvet åstadkom även en del materiella skador. 1986 drabbades Sydsverige av ett skalv som mätte 4,8 och hade sitt epicentrum i västra Götaland.

Det största historiska kända skalvet i Norden inträffade i slutet av 1700-talet vid svensk-norska gränsen i närheten av Bodö. Skalvet som även kändes i Stockholm har på basis av historiska uppgifter skattats till en magnitud på ca 6,0-6,5.

I Sverige är de mest frekventa områdena för jordbävningar Västkusten och Norrlandskusten.

[redigera] Skadeverkningar

Runt om i världen registreras varje år flera miljoner seismiska störningar, det vill säga jordbävningar. Merparten av dem är emellertid så svaga att de bara registreras med seismografer. För att människor ska känna av dem ordentligt krävs att skalvet har en styrka på Richterskalan som åtminstone överstiger 3,0. För att omfattande skador ska ske krävs i regel värden på åtminstone över 6,0. Riktigt kraftiga skalv med styrka på minst 8,0 förekommer endast en eller ett par gånger per år. Skalv med samma styrka eller ännu kraftigare än jordbävningen i Indiska oceanen 2004 inträffar i genomsnitt bara en gång på 20 år.

Om stora jordbävningar (över 7,0 på Richterskalan) inträffar i tätbefolkade områden blir följderna ofta katastrofala. En kraftig jordbävning har potential att jämna mångmiljonstäder med marken och kräva otaliga människoliv. Bara senaste seklet har miljontals människor dödats i samband med jordbävningar. Det är emellertid inte skalvet i sig som dödar utan sekundära effekter – sammanstörtade hus, broar med mera, jordskred, dammbrott, eldsvådor etcetera. Även en kraftig jordbävning under havet långt från bebyggelse kan orsaka jättekatastrofer när väldiga tsunamier bildas vilket senast visades i samband med jordbävningen i Indiska oceanen 2004. Nästan samtliga av beräknade 300 000 förolyckade dödades av tsunamin.

Förutom jordbävningens styrka spelar flera faktorer in på hur stor skada skalvet orsakar. Bland dem spelar framförallt byggnadskonstruktionernas utformning, och de lokala geologiska förhållandena stor roll. En husbyggnads form har stor betydelse, exempelvis är en L-formad byggnad mer utsatt än ett punkthus allt annat lika. Bärverk som inte ligger vid ytterfasaden utan indraget i byggnaden är ogynnsamt. Ju grundare epicentrum är beläget desto större är förstörelsepotentialen.

När det gäller byggnadskonstruktionerna visar det sig ofta att det inte nödvändigtvis är de kraftigaste jordbävningarna som dödar flest människor eller orsakar störst materiella skador. I u-länderna (varav många ofta drabbas av kraftiga skalv) är byggnadskonstruktionerna ofta bristfälliga. Till exempel blev staden Bam i Iran med omgivningar totalförstörd 2003 av en jordbävning som mätte 6,6 på Richterskalan och minst 27 000 människor omkom. En jordbävning av ungefär samma styrka i nordvästra USA samma år dödade bara ett tiotal människor och de materiella skadorna var inte i närheten av dem i Bam. Det finns många liknande exempel.

För byggnadskonstruktioner säger magnituden på Richterskalan väldigt lite om vilka krafter byggnader utsätts för. Krafterna är beroende av jordbävningens djup, avstånd till jordbävningen ,lokala geologiska förhållanden m. m. För dimensionering av hus, dammar och andra byggnadskonstruktioner används den horisontella G-kraften. Denna bestäms vanligen genom mätningar på plats. Ett område som kan utsättas för stora G-krafter vid relativt måttliga jordbävningar är Mexico City. Detta beror huvudsakligen på att staden är grundlagd på mäktiga lerlager som förstärker svängningarna vid en jordbävning.

I Sverige är endast ett fåtal byggnader jordbävningsdimensionerade, däribland kärnkraftverken i Forsmark och Turning Torso.

[redigera] Högriskområden för framtida storskalv

Cirka 3 miljarder människor lever i områden som riskerar att drabbas av kraftiga jordbävningar. Risken för framtida jättekatastrofer med i värsta fall miljontals dödsoffer ökar då städerna i framförallt u-länderna växer explosionsartat. Bland jättestäder i fattigare områden som löper stor risk att drabbas av jätteskalv (minst 8,5) kan nämnas Teheran, New Delhi, Lahore, Istanbul, Mexico City, Jakarta, Bombay, Manilla och Lima.

Kina har historiskt sett drabbats av fler svåra jordbävningskatastrofer än något annat land och kommer säkerligen att drabbas igen. Bara under 12 år (1920 till 1932) omkom nästan en halv miljon kineser i samband med jordbävningar och 1976 omkom minst 240 000 när miljonstaden Tangshan totalförstördes. Så pass sent som 1976 bodde fortfarande många fler på landsbygden än vad fallet är i dagens Kina. Seismologer gör dock bedömningen att även om risken är långt från försumbar för jättestäder som Beijing, Shanghai, Chongqing med flera, är den inte lika stor som för de ovan nämnda städerna.

Även megastäder (med minst 10 miljoner invånare) i den rika delen av världen ligger i högriskområden, till exempel Tokyo, Osaka och Los Angeles. Bland andra flermiljonstäder i i-länder kan nämnas San Francisco, Neapel, Nagoya och Athen. Flertalet av dem har tidigare drabbats av mycket svåra jordbävningar och kommer förr eller senare göra det igen.

Strax utanför USA:s nordvästra kust till Stilla havet finns också en jätteförkastning mellan den amerikanska plattan och Stillahavsplattan. Seismologer är övertygade om att det bara är en tidsfråga innan området drabbas av en jordbävning av samma styrka som jordbävningen i Indiska oceanen 2004 eller ännu kraftigare. Skalvet skulle troligtvis orsaka en upp till 30 meter hög tsunami som skulle krossa allt utmed hela kusten från norra Kalifornien till Vancouver i sydligaste Kanada. Andra högriskområden för framtida tsunamier är Indiska oceanen (särskilt en drygt 100 mil lång sträcka söder om epicentret för skalvet 26 december 2004), hela Stillahavsregionen och östra Medelhavsområdet.

[redigera] Jordskalvsvarningar

Flera lovande metoder för förutsägelse av jordskalv finns idag. Då det saknas institutioner som har detta som sitt ansvar, begränsas idag insatserna vanligen till att på forskningsinstitutioner i efterhand försöka se vad som föregick jordbävningarna.

Små förskalv, s.k mikroskalv som uppträder vid epicentrum innan ett större skalv, har visat sig ofta föregå större skalv. Exempelvis kunde två skalv på södra Island i juni 2000 förutsägas på detta sätt med analysmetod utvecklad av FOA. Före det andra skalvet (magnitud 6,5) varnades civilförsvaret 8 h innan. Alla skalv på Island med magnitud > 5 under perioden 1990-2005 har visat sig föregås av mikroskalv, och risken för falska alarm har visat sig vara liten. Svärmar av mikroskalv uppträder under åren före större skalv vid dess epicentrum, aktiviteten ökar under åren, förskalv sker sista dygnet eller dygnen med låga b-värden enligt Gutenbergs storleksfördelning och b-värdesminskningar. Ett problem är att flertalet seismografer har för låg detektionsgräns för att kunna registrera dessa skalv, (magnitud <1). Även det stora skalvet i Indonesien annandag jul 2004 föregicks av mikroskalv.

Elektromagnetiska fenomen kan uppträda under någon vecka, dagar, eller timmar innan en jordbävning. Exempelvis föregicks den stora jordbävningen i Kobe 1995 av ljussken ett antal timmar före. I Kalifornien har även lågfrekventa elektromagnetiska störningar uppmärksammats innan skalv. I USA planeras en kontinuerlig elektromagnetisk övervakning med hjälp av satelliter.

Deformationsmätning i rörelsezoner är också en metod som används.

[redigera] Stora jordbävningskatastrofer

Jordbävningen i Indiska oceanen 2004 och de tsunamier som den orsakade är en av de svåraste naturkatastrofer som drabbat världen det senaste seklet och en av de allra värsta jordbävningskatastoferna senaste 1 000 åren. De tsunamier som jordbävningen gav upphov till är de värsta man känner till i fråga om antalet dödsoffer och materiell förödelse.

Det allra värsta jordskalvet som man har någorlunda säkra uppgifter om (i fråga om antalet döda människor) drabbade Kina 1556 med cirka 830 000 döda. Följande lista omfattar några av de stora jordbävningskatastrofer man känner till. Siffrorna anger ungefärligt antal döda.

856 Korint, Grekland - 60 000
856 Damghan, Iran - 200 000
893 Ardabil Iran - 150 000
1138 Alleppo, Syrien - 230 000
1201 Norra Egypten - 1 miljon?
1290 Hebei, Kina - 100 000
1456 Neapel, Italien - 60 000
1556 Jordbävningen i Shaanxi, Kina - 830 000
1693 Sicilien, Italien - 100 000
1755 Jordbävningen i Lissabon 1755, Portugal 70 000 till 100 000 (de flesta av tsunamier)
1773 Calcutta, Indien - 300 000?
1797 Quito, Ecuador - 40 000
1908 Messina och Reggio, Italien 80 000 (de flesta av tsunamier)
1920 Gansu, Kina - 200 000 (många av jorskred)
1923 Stora Kanto-jordbävningen 1923 Tokyo-Yokohama Japan 143 000 (många av bränder)
1927 Qinghai, Kina - 200 000
1948 Turkmenistan - 110 000
1970 Norra Peru - 67 000
1976 Centrala Guatemala - 23 000
1976 Jordbävningen i Tangshan 1976, Kina 240 000 (inofficiellt upp till 750 000)
1990 Nordvästra Iran - 40 000 till 50 000
1999 Izmit, Turkiet - 17 000
2003 Bam, Iran - 30 000
2004 Jordbävningen i Indiska oceanen 2004 (Aceh, Sri Lanka, Thailand, Indien) - 250 000 till 300 000 (nästan alla av tsunamier)
2005 Jordbävningen i Kashmir 2005, norra Pakistan och Indien - 86 000

Anmärkning: När det gäller skalvet i Egypten 1201 är uppgifterna mycket osäkra. Samma sak gäller uppgifterna om skalvet i Calcutta som kanske i själva verket var en våldsam tropisk cyklon

Källor: