Ignorer kommandoer på båndet
Gå til hovedindhold
Naviger op
Log på
> Forside > Publikationer > Geologi for alle > Diverse artikler > Geol.Nyt 1/05 - Sumatra-jordskælvet, de geofysiske konsekvenser

Sumatra-jordskælvet - de geofysiske konsekvenser

 
Sumatra-jordskælvet udløste en næsten ubegribelig menneskelig katastrofe i landene omkring Det Indiske Ocean med tæt på 300.000 omkomne. Langt de fleste blev ofre for den tsunami, som jordskælvet satte i gang. Jordskælvet er også opsigtsvækkende rent videnskabeligt på grund af sin voldsomhed og de naturvidenskabelige fænomener der fulgte med; den enorme brudzone, de store forskydninger, tsunamien og de kraftige rystelser, som satte hele jordkloden i svingninger

Fra GeologiskNyt nr. 1, 2005 - af Tine B. Larsen og Søren Gregersen,
Hjemtag (download) pdf-fil geologisk_nyt_1_2005_p15-17.pdf (~1 Mb)
Hvis du vil udskrive, så brug venligst pdf-filen
Kræver en pdf-læser, Acrobat GSview eller lignende

background image
15
GeologiskNyt 1/05
Af Tine B. Larsen og Søren Gregersen,
GEUS
Sumatra-jordskælvet udløste en næ-
sten ubegribelig menneskelig kata-
strofe i landene omkring Det Indiske
Ocean med tæt på 300.000 om-
komne. Langt de fleste blev ofre for
den tsunami, som jordskælvet satte i
gang. Jordskælvet er også opsigts-
vækkende rent videnskabeligt på
grund af sin voldsomhed og de na-
turvidenskabelige fænomener der
fulgte med; den enorme brudzone,
de store forskydninger, tsunamien
og de kraftige rystelser, som satte
hele jordkloden i svingninger.
I de fire årtier der er gået siden jordkloden
sidst blev rystet af et jordskælv på over 9 på
Richterskalaen, har den teknologiske udvik-
ling taget et kvantespring. Aldrig før er et så
kraftigt jordskælv og dets følgevirkninger
blevet dokumenteret så detaljeret. På den
seismologiske side er der globalt set kommet
langt flere seismografer til at registrere jord-
skælv, dataopsamlingen er blevet digital, og
den dækker et langt større frekvensområde
end tidligere. Det giver os mulighed for at
udnytte detaljer i data, som på længere sigt
kan medføre helt ny viden om jordens dybe-
ste dele.
Jordskælvets umiddelbare effekt på natu-
ren er også langt bedre dokumenteret, end
det var teknologisk muligt i 1964, da jorden
sidst var udsat for et jordskælv på over 9 på
Richterskalaen. GPS-systemet er kommet til
Sumatra-jordskælvet
- de geofysiske konsekvenser
og det er nu muligt at måle selv små ændrin-
ger i afstand med centimeters nøjagtighed.
Også tsunamiers bølgehøjde kan nu måles
fra satellit, men satellit-data er typisk ikke
tilgængelige før flere timer efter, at de er
blevet optaget. Processeringen tager også
tid, og satellit-data kan derfor pt. ikke bruges
i et varslingssystem.
Brudzonen
Der fremkom hurtigt skøn over brudzonens
størrelse, og det første bud fra USGS lød på
1200 km's længde, en bredde af forkastnin-
gen på over 100 km, samt en forskydning på
10-15 m. Dette skøn var baseret på
jordskælvets størrelse samt på efterskælv-
enes geografiske fordeling. Der er efterføl-
gende givet andre bud på brudzonens stør-
relse, men det endelige svar vil være kompli-
ceret. En sådan kæmpemæssig forkastning
indeholder mange uregelmæssigheder på
grund af uregelmæssigheder i undergrunden.
Der er områder, hvor der er større forskyd-
ning, og måske ligefrem en deling af forkast-
ningen i flere stykker. Det skønnes ud fra
Satellitfoto fra Aceh, Sumatra fotograferet d. 29.12 2004. På billedet ses ødelæggelserne fra tsuna-
mien som mørke områder. (Fotoet er venligst udlånt og bearbejdet af CRISP, National University of
Singapore IKONOS image © CRISP 2004)
Aceh
Indien
S
um
a
tra
Andamanerne
Thailand
Malaysia
Sri Lanka
Det In
diske
Ocean
Burma
Bangladesh
0
400
Km
Jordskælvet fandt sted ved Sunda
Trench, som er en stor subduktions-
zone i Det Indiske Ocean. Firkanten
markerer nordspidsen af Sumatra,
Aceh, hvor satellitfotoet stammer fra.
(Grafik: UVH)
background image
16
GeologiskNyt 1/05
seismogrammernes udseende på de mange
seismografstationer ud over kloden, at brud-
det udviklede sig over et tidsrum på omkring
8 minutter, startende i syd. Der kan ikke
være tvivl om, at de nøje modelleringer, som
kan udregnes med tiden, vil vise store for-
skelligheder i forskydning fra sted til sted.
Hvordan skønner man brudzonens stør-
relse, og hvorfor er det så svært? Et mål for
jordskælvets størrelse er Richtertallet, som
bestemmes ud fra, hvor store udslag der er
på de seismografer, som har registreret jord-
skælvet. Beregningen af dette tal ændrer sig,
efterhånden som der samles flere og flere
oplysninger fra flere seismografer i de første
timer efter et stort jordskælv. Der er for-
skellige beregningsmetoder, som i uheldige
tilfælde kan give meget forskellige resulta-
ter. Derfor benytter seismologerne sig også
af mere basale fysiske oplysninger. Man kan
forsøge at udregne energien, men det har
vist sig endnu bedre at udregne momentet
(drejningsmomentet = kraft gange arm), som
er et udtryk for, hvor voldsomt det nærmeste
område omkring jordskælvet blev vredet
rundt af jordskælvets forskydninger. Dette
moment kan beregnes ud fra det globale net
af bredbånds-seismografer. Det fortæller om
jordskælvsforkastningens størrelse og den
forskydning, der er foregået på den. Sam-
menholdes dette med det indtryk, man får af
brudzonens størrelse ud fra de efterskælv,
der følger efter et stort jordskælv, får man
et godt skøn over forskydningen.
Større skælv, mindre forskydning
Blandt seismologer er der i de seneste årtier
udviklet erfaring for, hvordan sammenhæn-
gen er mellem Richtertal og moment. På
grundlag af dette er Sumatra-jordskælvets
Richtertal netop blevet justeret af nogle ame-
rikanske forskere til at være 9,3. Dette har
dog kun betydning ved sammenligningen med
andre enorme jordskælv som det i havet ved
Alaska 1964 eller det i havet ved Chile 1960.
Der blev umiddelbart efter katastrofen
offentliggjort skøn over, hvor meget Sumatra
kunne have flyttet sig, og helt op til 36 meter
blev nævnt. Dette tal skal ses i forhold til det
netop omtalte gennemsnitstal for forskydnin-
gen på forkastningen. Flytningen kan i hvert
fald ikke være større end seismologernes
gennemsnitsforskydning på 10-15 meter,
men vil formodentlig være væsentlig mindre.
Nu foreligger så også et tal for forskydnin-
gen på jordoverfladen målt ved GPS i mange
kilometers afstand (se artiklen af Khan og
Gudmundsson). At der her tales om en for-
skydning på 14 centimeter inde på Sumatra
må tydes sådan, at der lokalt er en voldsom
deformation af havbunden og kystområdet
som gør rede for forskellen mellem 10-15
meters forskydning på forkastningen og
GPS-flytningen på 14 centimeter ca. 300 km
derfra. Man kan se det sådan, at området
var sammentrykket på forhånd af de mange
års pladebevægelse på omkring 6-7 centime-
ter per år, og ved jordskælvet blev noget af
denne deformation udløst.
Kuk i tiden og Nordpolen?
Jorden roterer uregelmæssigt, og rotationen
påvirkes af ændringer i jordens massefor-
deling. Fx skyldes årstidsvariationer i jordens
rotation meteorologiske forhold. Et jordskælv
forårsager en permanent flytning af mate-
riale i jorden, hvilket påvirker jordrotationen
og dermed døgnets længde. Jordskælv er
dog kun ansvarlige for ganske små ændrin-
ger i tiden, så små at de ikke kan måles.
Chao og Gross fra USA beregner lø-
bende, hvor meget jordskælv påvirker jor-
dens rotation. De har beregnet, at Sumatra-
jordskælvet forkortede døgnet med 2,68
µs,
hvilket dog er langt under målenøjagtigheden
på 20
µs. Mere opsigtvækkende ved Chao
og Gross arbejde er, at jordskælv generelt
synes at flytte Nordpolen i retning mod ca.
140
o
E. Det er resultatet af at analysere
21.600 store jordskælv, som har fundet sted
siden 1977. Den beregnede flytning har indtil
nu været så lille, at den selv med moderne
geodætiske metoder ikke kan måles. Det
kan have ændret sig med Sumatra-jordskæl-
vet. Her beregner Chao og Gross, at Nord-
polen har rykket sig 2,5 cm i retning mod
145
o
E, hvilket er nok til, at der er en chance
for, at det kan måles. Der er indtil nu ingen
teorier, der forklarer, hvorfor jordskælv
tilsyneladende trækker Nordpolen i en be-
stemt retning.
Tsunamien
Jordskælv forårsager heldigvis sjældent tsuna-
mier. En tsunami kan opstå, når et jordskælv
under havet forårsager en så kraftig lodret
forskydning af havbunden, at hele vandsøj-
len kommer i bevægelse. En vandret for-
skydning af havbunden vil ikke medføre en
tsunami. De jordskælv, der indebærer fare
for en tsunami, er dem, der optræder i en
sammenstødszone mellem to lithosfæreplader.
Den 26/12 2004 er der sket det, at ocean-
Før jordskælvet
Efter jordskælvet
Gennemsnits-
billede af for-
skydningen.
Lokale uregel-
mæssigheder
Satellitfoto som viser tsu-
namien, der rejser sig mod
Thailands kyst d. 26.12
2004. Den lille firkant på
kortet ovenfor viser satel-
litfotoets placering (Fotoet
er venligst udlånt og bear-
bejdet af CRISP, National
University of Singapore
SPOT image © CNES 2004)
Den indiske plade skubbes ned under den bur-
mesiske mikroplade, men bevægelsen foregår
ikke jævnt. Den burmesiske mikroplade hænger
fast på den indiske plade, mens deformationen
"opspares". Først ved jordskælvet udløses den
opsparede deformation. (Grafik: UVH)
Bandar Aceh
Thailand
Malaysia
A
n
d
a
m
a
n
e
rn
e
Su
m
atr
a
0
200
km
Phuket
background image
17
GeologiskNyt 1/05
pladen fra syd-syd-vest har mast sig ind un-
der Sumatra og derved har skubbet kanten
af den plade, Sumatra ligger på, lidt op. Det
kan forklares ud fra seismologernes bereg-
ning af mekanismen af jordskælvet. Seismo-
grammernes udformning i forskellige retnin-
ger og afstande fra jordskælvet har vist, at
bevægelsen ned under Sumatra var noget
nær vandret (hældende 10-15 grader) mod
nord-øst. En forskydning langs forkastningen
på godt 10 meter vil give anledning til en
lodret forskydning på omkring 2 meter.
Disse tal er udtryk for gennemsnitsbetragt-
ninger set langt fra lokalområdet. Med tiden
vil vi få at vide, hvor store lokalændringer
der tilsammen kan gøre rede for disse over-
ordnede gennemsnitsobservationer.
Tsunamier giver ikke høje bølger på det
åbne hav og er derfor svære at få øje på, før
de rejser sig, når de kommer ind på lavt
vand. Ifølge NOAA var tsunamien d. 26/12
ikke over 60 cm høj ude på det åbne hav.
Tsunamier bevæger sig hurtigere, jo dybere
vandet er, og kan i de store oceaner komme
op på en hastighed på 700-900 km/t sva-
rende til et fly. Når den forreste del af
tsunamien kommer ind på det lave vand nær
kysten, falder hastigheden betragteligt, mens
den bagerste del af tsunamien stadig bevæ-
ger sig med høj hastighed. På den måde bli-
ver vandet presset sammen og rejser sig
som en mur ved kysten. Tsunamier kan have
bølgelængder på mange hundrede km.
Når en tsunami fra et fjernt jordskælv
nærmer sig land vil den første observation
enten være at havet trækker sig langt tilbage
fra stranden, eller at der opstår et usædvan-
ligt, men typisk udramatisk højvande. I de
tilfælde, hvor tsunamien starter med høj-
vande trækker havet sig efterfølgende til-
bage. Først herefter kommer den første far-
lige bølge. Det sker når en bølgetop presses
sammen ved kysten. En tsunami består ikke
kun af een bølge. Hver gang en bølgetop
når ind til land og presses sammen, vil en ny
mur af vand rejse sig. Bølgetoppene vil an-
komme med 20-60 minutters mellemrum,
afhængig af tsunamiens bølgelængde. Områ-
det omkring Det Indiske Ocean blev ramt af
2 til 4 store bølgetoppe og en række mindre.
Risiko for tsunamier globalt og i DK?
Som nævnt ovenfor er det jordskælv i zoner
med lithosfæreplade-sammenstød, der er
farlige som kilde til tsunamier. Det er ikke
tilfældigt, at vores ord for dette fænomen,
tsunami, er japansk. Fænomenet er nemlig
langt oftest observeret i Stillehavsområdet,
hvor der for mange år siden er blevet orga-
niseret en advarselstjeneste med deltagelse
af mange nationer. Ved den nylige tsunami-
katastrofe i Det Indiske Ocean er det blevet
diskuteret, om der skal organiseres en lig-
nende tjeneste der. Seismologisk er det så-
dan, at den globale on-line observations-
tjeneste for jordskælv uden stor indsats kan
udviddes fra at rapportere til en tsunami-
tjeneste i Stillehavet til en i Det Indiske
Ocean. Så der skal udbygges en tjeneste,
der derefter observerer, om der faktisk blev
dannet en tsunami, og som udsender advar-
sel og sætter et aftalt beredskab i gang. Det
kommer sandsynligvis for Det Indiske
Ocean nu, selvom enorme sammenstøds-
jordskælv er sjældnere der end i Stillehavet.
Det bliver netop nu overvejet i en eks-
pertgruppe, om vi også bør arbejde for at få
en tilsvarende tjeneste i Atlanterhavet, hvor
tsunami-jordskælv er endnu sjældnere. For
Danmark vil det være af interesse, om der
kan forekomme jordskælv i Caribien, som
kan sende en tsunami over Atlanterhavet til
os, eller om der kan ske en gentagelse af
Lissabon-jordskælvet som i 1755 fandt sted
ud for Portugals kyst. For Caribien er der
ikke kendskab til tsunamier af en sådan stør-
relse, at de har været ødelæggende på vores
side af Atlanterhavet. For jordskælvet nede
ved Lissabon kendes kun et tilfælde. Det
kan nok gentage sig, men ingen er i stand til
at komme med et bedre skøn om gentagel-
sestid end 300-1.500 år. Andre geologiske
udløsningsprocesser for en tsunami er nok
Nørregade 13
1165 København K
Tlf.: 33 15 28 00
Giro: 605 2800
Støt ofrene for flodbølgen
i Asien
endnu sjældnere. Teknisk set er det formo-
dentlig ikke rimeligt at opbygge en advar-
selstjeneste, men det bliver en politisk be-
slutning.
Referencer:
B.R. Chao & R.S. Gross, Did the 26 De-
cember 2004 Sumatra, Indonesia,
earthquake disrupt the Earth's rotation
as the mass media have said?, EOS, Vol
86, No 1, p 1-2, 2005.
United States Geological Survey web site:
wwwneic.cr.usgs.gov
http://wcatwc.arh.noaa.gov/IndianOSite/
IndianO12-26-04.htm
Ureg
elmæssigt forka
stn
ing
spla
n
Omkr
ing 1.
200 km
Omkring 100 km
1
2
3
4
5
6
7
8
Brudzonen udvikler sig uregelmæssigt over ca.
8 minutter, og dækker et areal ca. på størrelse
med Californien. (Grafik: UVH)
Modelbereg-
ning, der viser
den maksimale
bølgehøjde på
det dybe vand i
de første 9 ti-
mer efter jord-
skælvet. (Gra-
fik venligst
udlånt af: H.
Hébert (CEA/
DAM/DASE/
LDG))
Geol.Nyt 1/05 - Sumatra-jordskælvet, de geofysiske konsekvenser