Kurssikerta 6: Opiskelijat! Nyt puhutaan maanjäristyksistä

Kuudennen kurssikerran alussa opettaja passitti koko ryhmän
ulos, ei kuitenkaan viilentämään tunteita, vaikka MapInfo voi nostaakin niitä
pintaan. Sen sijaan hän lykkäsi kouraamme GPS-laitteet, joilla suoritimme
käytännön geokoodaamista. Kiersimme jonkin aikaa Kumpulan, Vallilan ja Käpylän
alueella ja otimme ylös esimerkiksi bussipysäkkien ja liikkeiden
koordinaatteja. Luokkaan palattuamme siirsimme GPS:n antamat koordinaattitiedot
Excelin kautta MapInfon karttapohjalle. Geokoodaaminen voidaan
yksinkertaistettuna kuvata kohteiden sijoittamista koordinaatistoon ja kartalle
eli toisin sanoen antaa kohteille absoluuttinen sijaintitieto. Tämä harjoitus
sujui yllättävän hyvin, kunhan muisti tarkistaa aineiston yhteensopivuuden
MapInfon kanssa. Sama tärkeä asia nousi esille seuraavassa harjoituksessa,
missä kartalle sijoitettiin Helsingin pelikoneet. Samalla nähtiin, että näitä
tietokantoja tekeväkään ei välttämättä ole täydellinen kaikessa.  Osoitetiedoissa oli muutama eri kirjoitusasu  MapInfon ja siihen syötettävän aineiston välillä. Pääasiassa aineiston osoitteiden erilaisuus aiheutuivat väliviivojen käyttö sekä moniosaisten
kadunnimien vääränlainen kirjoittaminen.

Itse kurssityönä meille annettiin linkki ANSS -palveluun
(Advanced National Seismic System), mihin on listattu maailman maanjäristykset.
Tämän ohjelman tilastoista tuli laatia kolme teemakarttaa maailmankartan
pohjalle. Ensiksi palvelussa valittiin tilastomuuttujat, joiden pohjalta saatu
numeerinen tilasto siirrettiin Exceliin, mistä se pienen käsittelyn jälkeen
siirrettiin MapInfoon. MapInfossa puolestaan maanjäristyksien sijainnit
geokoodattiin kartalle.

Maanjäristyshän on endogeeninen tapahtuma, joka syntyy
kivimassan taipumisen ja jännityksen laukeamisessa. Suurin osa niistä tapahtuu
litosfäärilaattojen saumakohdissa. Kuitenkin myös laattojen keskiosissa voi
tapahtua maanjäristyksiä, esimerkiksi, kun laatan keskiosa jännittyy. Myös
Suomessa tapahtuu maanjäristyksiä. Ne johtuvat siitä, että viimeisen
Veiksel-jääkaudella painoi massallaan maanpintaa alas ja lommoille ja nyt maa palautuu pikkuhiljaa muotoonsa, mikä näkyy maankohoamisena, joka aiheuttaa
maanjäristyksiä.  Maanjäristyksiä syntyy  usein myös tulivuorenpurkausten yhteydessä ja molemmat voivat toimia toistensa laukaisijoina. Myös ihminen voi synnyttää maanjäristyksiä. Esimerkiksi suuren patoaltaan täyttämisessä veden suuri massa voi aiheuttaa jännitystä kiviaineksessa, mikä aiheuttaa maanjäristyksen. Näin epäillään käyneen esimerkiksi Sichuanissa vuonna 2008, mistä Aino Ropponen havainnoi omassa blogissaan.

Maanjäristyksiä on luokiteltu pitkään Richterin asteikolla,
mikä mitta maanjäristyksessä vapautuvan energian määrää. Asteikko on logaritminen,
eli maanjäristyksen voimakkuus kymmenkertaistuu, kun voimakkuus Richterin
asteikolla kasvaa yhdellä. Helsingin yliopiston seismologian laitoksen mukaan
Richterin asteikolla on kuitenkin se ongelma, että myös luokkavälit kasvavat
suurissa arvoissa, jolloin yhteen luokkaan kuuluvat maanjäristykset voivat
erota voimakkuudeltaan hyvinkin paljon, mutta ne saavat saman Richterin
asteikon arvon (Maanjäristystietoa. Helsingin yliopiston seismologian laitos
2006). Tätä varten on kehitetty uusi momenttimagnitudiasteikko (Mw), mitä tänä
päivänä yleisesti käytetään, minkä huomaa esimerkiksi maanjäristyksistä kertovista
uutisista, joissa nykyään voimakkudesta puhutaan magnitudeista, ei enää
Richterin asteikosta.  Maanjäristyaineistossamme ei kerrota, käytetäänkö
siinä momenttimagnitudi- vai Richterin asteikkoa (ANSS, 2012). Taulukkojen
arvojen pitäisi kuitenkin olla samassa muodossa, joten epäilen taulukoissa
käytettävän momenttimagnitudia.

On kuitenkin olemassa ainakin vielä yksi maanjäristyksen voimaa mittaava asteikko. Se mittaa puolestaan maanjäristysten tuhovoimaa. Esimerkiksi tiheään asutulla alueella tapahtuva maanjäristys aiheuttaa paljon suurempia aineellisia tuhoja ja ihmiskuolemia kuin autiomaassa tai syvällä merenpohjassa tapahtuva maanjäristys. Maanjäristyksen tuhovoimaa kuvataan 12-portaisella Mercallin asteikolla, missä I-asteen maanjäristystä ei havaita, ja XII -arvon saava maanjäristys tarkoittaa täydellistä infrastruktuurin tuhoa.
Asteikon kuvaukset ovatkin infrastruktuuriin viittaavia. Esimerkiksi IV-asteen maanjäristyksen kuvauksessa astiat ja ikkunat helisevät, kirkonkellot soivat, seinät narisevat ja tärinä on yhtä suuri, kuin mitä aiheuttaa ohi aja raskaassa lastissa oleva
rekka. Mikäli Mercallin ateikko ei ole tuttu, siihen voi tutustua tämän linkin kautta: http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/mercalli.php

Kuva 1. 5.3.2012 tapahtuneet maanjäristykset

Ensimmäinen kartta (kuva 1) havainnollistaa yhden päivän
aikana tapahtuneiden maanjäristysten lukumäärän. Kuten kartasta nähdään, alle
2.0 magnitudin maanjäristyksiä tapahtuu satoja, jopa tuhansia päivittäin ja
niitä tapahtuu ympäri maailmaa, myös muualla kuin litosfäärilaattojen
saumakohdissa. Sen sijaan keskisuuruiset maanjäristykset (2.0-5.0 magnitudia)
painottuvat saumakohtiin ja niitäkin esiintyy kymmeniä päivittäin. Sen sijaan
yli 5.0 magnitudin järistyksiä tapahtuu vain kymmenkunta päivässä. Suurin tuon
päivän arvo oli 6.0 magnitudia. Täytyy muistaa, että kartta esittää vain yhtenä
tiettynä päivänä tapahtuneita maanjäristyksiä ja jokainen päivä on erilainen.
Suuruusluokaltaan yli 7.0 magnitudin maanjäristyksiä on vuodessa vain muutama
ja yli 8.0 magnitudin keskimäärin vain yksi. Maanjäristys on kuitenkin hyvin
yleinen ilmiö, paljon yleisempi kuin tulivuorenpurkaus, joita tapahtuu noin 50
vuodessa.

Kuva 2. Maanjäristykset vuonna 2011.

 

Seuraava kartta kuvaa vuoden 2011 aikana tapahtuneita yli
2,0 magnitudin maanjäristyksiä (kuva 2). Tältä kartalta pystytään havaitsemaan,
miten paljon maanjäristyksiä tapahtuu vuosittain. Jätin voimakkuudeltaan alle
2,0 magnitudin maanjäristykset pois kartalta, koska niitä tapahtuu tuhatkunta
joka päivä ympäri maapalloa, eli koko kartta tulisi täyteen niitä (ANSS).
Lisäksi 2,0 magnitudia pienemmät järistykset ovat niin pieniä, ettei niitä
pystytä havaitsemaan muilla kuin mittalaitteilla. Päätin erottaa yli 7,0
magnitudin maanjäristykset muusta aineistosta omakseen, koska yleensä suurista
ääriarvoista ovat yleensä kiinnostuksen kohteina.

Kuva 3. 1.1.2000-29.2.2012 tapahtuneet maanjäristykset.

Kartta havainnoi vuodessa tapahtuvien muilla kuin pelkästään mittalaitteitteilla havaittavien maanjäristysten lukumäärän. Erityisesti kartasta
voidaan nähdä, miten monta hyvin voimakasta eli yli 7.0 magnitudin järistystä
maapallolla tapahtuu ja missä päin. Samalla voidaan pohtia, kuinka monesta
näistä on uutisoitu. Pinnalle nousevat esimerkiksi Japanin suurmaanjäristys
11.3.2011, mutta kartasta näkee myös, että sen jälkijäristykset ovat myös hyvin
voimakkaita. Tästä voimme päätellä, että maanjäristys ei ole vain yksi tapahtuma,
vaan pääjäristyksen lisäksi on myös lukuisia esi- ja jälkijäristyksiä, jotka
voivat myös olla hyvin tuhoisia. Kartasta pystytään myös havaitsemaan, missä
päin on ollut paljon seismistä aktiivisuutta, sillä maanjäristykset eivät esiinny
tasapuolisesti ympäri maailmaa, vaan jotkin maanjäristyksen saumakohdat voivat olla tiettynä aikana stabiileja, tiettynä taas hyvin aktiivisia.

Kolmas kartta (kuva 3) kuvaa 2000-luvulla tapahtuneita
suuria maanjäristyksiä eli 1.1.2000 alkaen, loppuen tietojen MapInfoon
siirtämispäivää 1.3.2012. Suureksi maanjäristykseksi katsoin 5.0 magnitudia ja
sitä suuremmat järistykset, koska tätä lukua pienemmät järistykset eivät
yleensä aiheuta merkittäviä tuhoja tai vaurioita. Sen sijaan esimerkiksi neljän
magnitudin järistykset yleensä toki saavat esimerkiksi ikkunat ja astiat
helisemään, mutta ei pääsääntöisesti riko niitä. Kartasta näkyy, että suuremman
luokan maanjäristyksiä esiintyy usein, mutta ne sijoittuvat ennen kaikkea
litosfäärilaattojen saumakohtiin ja itse asiassa kaikki 20 litosfäärilaattaa ovat
rasteroitavissa kuvassa. Tämän karttaesityksen pohjalta on hyvä lähteä puhumaan
laattatektoniikkateoriasta. Jos karttaa vertaa Nina Miettisen blogissaan
julkaisemaan karttaan maanjäristysten syvyydestä, voidaan myös havainnoida,
mitkä niistä ovat subduktio- eli alityöntövyöhykkeen saumoja, sillä näillä
alueilla tapahtuu paljon syviä järistyksiä, koska toinen laatta painuu toisen
alle. Oheisen linkin kautta on nähtävissä kartta, jossa maailman litosfäärilaatat on rasteroitu. Saman, melko hyvän kartan on julkaissut myös Aino Ropponen omassa blogissaan. Myös Timo Säyrinen on nimennyt omalle kartalleen litosfäärilaatat.

Karttalinkki: http://geology.com/plate-tectonics.shtml

Kolmannen kartan ohjalta voitaisiin lähteä tarkastelemaan 2000-luvulla tapahtuneita voimakkaita maanjäristyksiä.  Missä niitä tapahtui ja minkä tyyppisiä
maanjäristykset olivat (laattojen sauman alityöntö- tai törmäysvyöhyke,
patoaltaan täyttäminen…)? Aiheutuiko maanvyöryjä tai tsunamia?  Minkälaista tuhoa järistykset aiheuttivat? Tässä kysymyksessä voidaan tarkastella myös maapallon väentiehyttä ja valtioiden BKT:ta tai HDI:ta esittäviä karttoja. Tästä päästään maanjäristysten aiheuttamiin siihen, mitä riskejä ne aiheuttavat ja miten hyvin niihin pystytään varautumaan. Samalla voidaan miettiä, minkälainen on maanjäristyksen
uutiskynnys, jotta siitä uutisoitaisiin Suomessa asti. Esimerkiksi Haitin
maanjäristys 2010 ei ollut voimakkuudeltaan kuin hieman yli 6 magnitudia, mutta
se aiheutti köyhässä massa huonon infrastruktuurin täydellisen tuhon ja siitä
uutisoitiin Suomessa viikkokausia, mutta keskellä Tyyntämerta sattuva 7
magnitudin maanjäristys saatetaan mainita vain uutisten loppupäässä lyhyesti,
jos sitäkään. Haitin maanjäristys ei edes erotu voimakkaana maanjäristyksenä,
koska sen magnitudi oli muihin vastaaviin suurta tuhoa aiheuttaviin
järistyksiin nähden pienempi. Kartoilta voisi havainnoida myös, miten maanjäristykset, tulivuorenpurkaukset ja vuorenpoimutukset eli kaikki endogeeniset tapahtumat liittyvät kiinteästi yhteen, kuten myös Aino Matikainen omassa blogissaan myös pohtii.

Tästä eteenpäin voitaisiin tarkastella myös historian
tuhoisia maanjäristyksiä ja keskustella niiden aiheuttamasta tuhosta ja
millaisia aikalaiskuvauksia niistä on. Esimerkiksi  Lissabonin (1755) ja Shanxin (1555)
tapahtuneista maanjäristyksistä on jonkin verran tietoa ja historiallisia
aikalaispiirroksia. Kuitenkaan näitä järistyksiä ei ANSS palvelun tilastoista
löydy. Nora Fabritius kertoo omassa blogissaan myös, että palvelun
varhaisimmissa tilastoissa olisi puutteita ja ne keskittyvät Yhdysvaltoihin.

Lähteet:

ANSS Catalog rsearch. 29.2.2012. < http://quake.geo.berkeley.edu/anss/catalog-search.html>

Fabritius, N. (2012). TVT3-blogi  6.3.2012. <https://blogs.helsinki.fi/norafabr/>

Plate Boundary Map. Geology.com. 17.3.2012.<http://geology.com/plate-tectonics.shtml>

GEOS 3: Haasteiden maailma (2010). Anttila-Muilu, S. et al.
WSOYpro, Porvoo.

Maanjäristystietoa (2006). Helsingin yliopiston seismologian
laitos 7.3.2012. <http://www.seismo.helsinki.fi/fi/maanjtietoa/perustietoa/magnitudi.html>

Matikainen,A. (2012). TVT3-blogi 8.3.2012. < https://blogs.helsinki.fi/ainooika/>

The Modified Mercalli Intensity Scale. USGS 8.3.2012. <http://earthquake.usgs.gov/learn/topics/mercalli.php>

Miettinen,N. (2012). TVT3-blogi 5.3.2012. <https://blogs.helsinki.fi/nkmietti/>

Ropponen, A. (2012). TVT3-blogi  5.3.2012. <https://blogs.helsinki.fi/ainoropp/>

Säyrinen, T. (2012). TVT3-blogi. 17.3.2012. <https://blogs.helsinki.fi/sayrinen/>

 

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *