Plattektonik och jordbävningar

Plattektonik och jordbävningar
Plattektonik och kontinentaldrift
På bilden nedan ses jordklotet i genomskärning. Längst in i jordklotet finns den inre
kärnan och den är i fast form. Kan tyckas märkligt då det är så hett där inne men det
höga trycket gör att det är fast form. Den yttre delen av kärnan är i flytande form.
Sedan kommer
​
​manteln, astenosfären och längst ut jordskorpan som också kallas
litosfären. Den är uppdelad i plattor/kontinenter. Jordskorpan är som ett tunt skal 70
km djupt och det är denna del vi lever på. Men mer om dessa kommer senare i
texten.
Efter jordklotets bildande för 4,6 miljarder år sedan så har dess utseende ständigt
förändrats av olika processer. Den viktigaste omvandling är den inre, endogena,
processen​
​​
​som kallas​ ​plattektonik. Ordet kommer av det grekiska tekton, den som
skapar. Det betyder alltså det som skapar våra landplattor - kontinenterna - och vad
som får dem att röra på sig, det kallas för – ​kontinentaldriften.
Konvektionsströmmar
Kraften för skapandet och rörelsen av kontinenterna kommer ifrån jordens egen inre
energi, från värmen som alstras i dess kärna. Trycket och hettan i jordens inre
värmer upp manteln som smälter delar av jordskorpan, litosfären, när delar av
plattorna hamnar för djupt ner i jordens inre.
I detta gränsområde mellan manteln och jordskorpan, astenosfären, uppstår
​
strömmar av smält​ magma, ​konvektionsströmmar. Det är smält berg som
strömmar uppåt, eftersom värme stiger, mot jordskorpan där det avkyls och tvingas
rinna längs med under kontinentalplattorna. Konvektionsströmmarna gör att
​
kontinenterna flyttar på sig, spricker isär eller kolliderar, sakta men säkert. Detta
skapar ​bergskedjor,
​
förkastningar, djuphavsgravar, ​vulkanutbrott och
jordbävning.
Jordskalvens ursprung
Kraften bakom kontinentaldriften kommer som redan nämnts ovan ifrån jordens inre.
Trycket och hettan i jordens kärna värmer alltså upp manteln som smälter delar av
jordskorpan. I gränsområdet mellan manteln och jordskorpan, ​astenosfären, uppstår
strömmar av smält magma,​ konvektionsströmmar. Magman är smält berg och
denna strömmar som tidigare nämnts uppåt, för värme stiger, mot jordskorpan där
det flyttar kontinenterna åt olika håll.
Plattorna flyttar på sig, spricker isär eller kolliderar, sakta men säkert. Den viktigaste
inre processen är, som nämndes i inledningen, ​plattektoniken. När plattorna rör sig
ovanpå manteln så stöter de ihop och gnids mot varandra. De hakar i och fastnar i
varandra och otroliga krafter byggs upp vid kanterna för kontinenterna slutar inte att
röra på sig trots att de fastnar i kanterna. När bergrunden vid plattgränsen väl går
sönder uppstår en häftig förflyttning som resulterar i en jordbävning eller i ett
jordskalv som det också kallas. ​Jordbävningar är vanliga nära kontinentalplattornas
kanter men kan även uppstå i mitten av plattorna. I Sverige kan man ibland känna av
lätta jordskalv som beror på att inlandsisen tryckte ned jordskorpan i manteln och att
den fortfarande rättar till sig efter trycket från en is som var flera kilometer tjock.
Jordskorpan - litosfären
Jordskorpan, eller ​litosfären, består av olika oceanplattor. De är tunna och finns
överallt. På vissa håll ligger en tjock platta av delvis annat material ovanpå
oceanplattorna och det är de som vi kallar​ ​kontinentalplattorna.​ Ovanpå båda
dessa plattyper finns det ​sedimentavlagringar på olika håll.
Kontinenterna har alltid rört på sig och gör det än idag. Denna inre kraft skapar alltså
ny mark, bergskedjor, öar och höga vulkanberg, samtidigt som den raserar och
plattar till genom jordskalv.
Kontinentaldriftsteorin av Wegener
Geologen Alfred Wegener framkastade 1912 teorin om ​kontinentaldriften. Han
menade att kontinenterna driver runt på jordklotets mantel som stora skepp. Beviset
för detta var att de såg ut att en gång i tiden ha suttit ihop som bitarna i ett stort
pussel. Wegener kallade denna forna superkontinent​ för​ Pangea.
I början blev han inte trodd, men snart dök det upp bevis efter bevis som bekräftade
hans teori. Levande djur- och växtarter liksom olika​ fossiler visade på släktskap för
arter på platser som idag är skilda åt av oceaner.
Bergskedjor och bergarter verkar vara skapade samtidigt fast de ligger vitt åtskilda
idag. Fossiler​ av tropiska djur hittades i Norden och ​lava innehållande magnetiska
bergarter hade stelnat i linje mot Nordpolen, men idag ligger de orienterade åt ett
annat håll.
Olika typer av plattrörelser
Plattorna kan röra sig på tre olika sätt. De kan krocka (subduktionszon), glida isär
(spridningszon) och flyttas längs med varandra (förkastningszon). Eftersom det finns
två olika sorters plattor (kontinentalplatta och oceanplatta) får vi en mängd olika
typer av plattgränser med olika effekter för jordytan och människorna som lever där.
Subduktionszon
1. När en kontinentalplatta kolliderar med en annan landplatta bildas en
kollisionszon med bergskedjebildning som följd.
2. När en kontinentalplatta kolliderar med en oceanplatta trycks havsplattan ner
under landplattan. En subduktionszon bildas med en ​djuphavsgrav i havet
och ​vulkanism som skapar en bergskedja i kanten av kontinenten.
Tsunamivågor kan också uppstå.
3. När två oceanplattor krockar bildas en öbåge av vulkanismen. Stora
jordbävningar och ​tsunamikatastrofer kan bli resultatet.
______________________________
Förkastningszon
4. När två kontinentalplattor glider längs med varandra uppstår en spricka med
kraftiga jordbävningar.
5. När två oceanplattor gnids mot varandra uppstår jordbävningar och ​tsunamis
kan bli konsekvensen om en av dem förflyttas i höjdled.
______________________________
Spridningszon
6. När två kontinentalplattor glider isär bildas en stor sprickdal där jordbävningar
och även vulkanism kan förekomma. Efter några miljoner år bildas ett nytt hav
i sprickan.
7. När två oceanplattor glider isär bildas ny havsbotten av en mild vulkanism.
Ibland kan denna resultera i att nya öar föds ur havet.
Vad händer med plattorna i framtiden?
För 200 miljoner år sedan satt kontinenterna ihop, som ni har sett tidigare, i
superkontinenten ​Pangea, men sedan började de alltså spricka upp. Fortfarande
driver de isär. Amerika åker västerut, Afrika far norrut och snart är Medelhavet
försvunnet. Atlanten växer och Stilla havet minskar i bredd. Detta sker dock bara
med cirka 2 centimeter per år så man behöver inte vara orolig för att badsemestern
vid Rivieran ska försvinna än på några miljoner år.
Hur mäter man en jordbävning?
När ett jordskalv inträffar i jordskorpan kallas platsen ovanför på jordytan där det
inträffar för ​epicentrum. Dock inträffar själva skalvet djupare ner i jordskorpan. Den
platsen kallas för jordbävningens ​fokus.
En jordbävning mäts med hjälp av en​ ​seismograf. ​Ju större svängning i marken
desto kraftigare jordbävning. Genom tre olika seismografer på tre olika platser kan
man räkna ut exakt plats för jordbävningen.
Skalvet orsakar flera olika typer av vågor som har olika hastighet. Några går längs
med jordytan och andra går igenom jordens inre. Genom att registrera när dessa
vågor når de olika seismograferna kan man mäta avståndet till platsen där det
skedde.
Olika sätt att mäta
Kraften i en jordbävning mäts enligt ​Richterskalan ​som börjar på noll och fortsätter
uppåt. De kraftigaste jordbävningarna som har uppmätts har varit omkring 9. Skalan
är logaritmisk vilket betyder att för varje steg så ökar markrörelsen med 10 gånger
och energimängden med 32. Andra skalor som används är Momentmagnitudskalan
och Mercalliskalan.
Vilka är effekterna av ett jordskalv?
Stora skador inträffar just när skalvet äger rum och då kan många människor dö och
skadas. Dessa kallas för de​ primära orsakerna. Dock kan många dö efteråt på
grund av brist på hjälp. Avsaknad av sjukvård och tak över huvudet leder till ökad
spridning av sjukdomar, som kan få en dödlig utgång. Detta kallas för ​sekundära
orsaker.
Skillnader rika och fattiga länder
I rika länder dör ofta få vid jordbävningar, eftersom husen och ​infrastrukturen är
byggd efter stränga regler och det finns stora resurser av avancerad sjukvård och
katastrofhjälp som kan sättas in. Dock blir de materiella kostnaderna omfattande. I
fattiga länder blir både de primära men framförallt de sekundära skadorna större.
Ibland kan tiotusentals människor dö på bara den någon enstaka minut som skalvet
äger rum. Hundratusentals kan omkomma av ​efterskalven och de många
sjukdomar som sprider sig snabbt när brist på rent vatten, mat, avlopp, hus, värme
och sjukvård drabbar ett redan fattigt samhälle.
Förutsäga en jordbävning
Metoderna för att förutsäga en jordbävning har förbättras avsevärt i modern tid.
Genom att mäta spänningar i jordskorpan och hur mycket kemiska ämnen som
utsöndras i vattnet kan forskarna få ledtrådar om att ett skalv är nära förestående.
Små ​mikroskalv kan vara inledningen på ett större. Om ett stort skalv har inträffat
på en plats så vet vi att ett stort kommer att inträffa några tiotal mil därifrån någon
gång i framtiden. Om spänningen släpper på ett ställe så ökar den nämligen på ett
annat.
Dock har vi långt kvar innan vi kan evakuera folk från ett område dagarna innan en
katastrof. Tsunamivågar är det dock enklare att förutse med modern teknik. Det finns
berättelser om att djur har känt av jordbävningar och ​tsunamikatastrofer alldeles
innan de inträffat. Om det finns någon sanning bakom dessa påståenden så har de
inte bekräftats vetenskapligt än så länge.
Kraftiga jordbävningar sedan år 1900:
Årtal
Magnitud
Plats
Antal döda
1906
7,9
San Fransisco i USA
c.a 3 000
1923
7,9
Tokyo i Japan
c.a 140 000
1960
9,5
Chile
c.a 5000
1976
8,2
Kina
c.a 250 000
1990
7,4
Iran
c.a 45 000
1995
7,4
Kobe i Japan
c.a 5000
1999
7,6
Izmit i Turkiet
c.a 17 000
2004
9,1
Sumatra, Indiska
oceanen
c.a 220 000
2005
7,6
Kashmir
ca. 85 000
2008
7,9
Kina
c.a 87 000
2010
7,8
Haiti
ca. 100 000-300
000??
2011
9,0
Japan
ca. 27 000
Risker idag
Människorna på jorden ​urbaniseras i allt snabbare takt. Idag bor flera miljarder
människor i städer och flera av dessa storstäder ligger på eller nära plattgränser som
har och kommer att drabbas av jordbävningar. Jättestäder som Los Angeles,
Istanbul, Tokyo, Teheran, México City och Delhi kommer att hemsökas av detta
gissel i framtiden.
I Sverige har vi jordskalv då och då, men sällan så att de märkts mot andra
vibrationer. Det är inte så ofta som någon kommer till skada vida dessa tillfällen. Det
kraftigaste under de senaste hundra åren var på cirka 6 på ​Richterskalan.
Jordbävningarna i Sverige beror främst på att jordskorpan flyttar på sig i olika
riktningar både i höjdled och i sidled. Orsaken är som tidigare nämnts att stora
mängder is under den senaste istiden tryckt ned jordskorpan.
©
Foto från Nya Zeeland efter en jordbävning 2010.
Begrepp:
Plattektonik: ​Den inre process som skapar våra landplattor/kontinenter.
Kontinentaldriften: ​Hur landplattorna/kontinenterna rör på sig.
Manteln​: Är den del av jordklotet mellan kärnan och jordskorpan, som är varm och
delvis smält.
Konvektionsströmmar:​ Strömmar av smält magma. Det är dessa som gör att
plattorna rör sig. Det går till så att smält berg inne i manteln strömmar uppåt (värme
stiger) mot jordskorpan där det avkyls och sedan sjunker (kallare ju högre upp man
kommer, känn på fönstret när du åker flygplan) och tvingas rinna längs med under
kontinentalplattorna. Detta gör att kontinenterna flyttar på sig, spricker isär eller
kolliderar, sakta men säkert. Detta skapar bl a jordbävningar och vulkanism.
Vulkanutbrott:​ När magma tvingas upp och bränner hål i jordskorpan ​- aska, gas och
lava sprutar ut.
Jordbävningar​: När plattorna rör sig plötsligt efter att ha fastnat vid varandra; kallas
också jordskalv.
Förkastningar​: Kallas det när bergsmassa har flyttats på grund av rörelse. Ett
område av jordskorpan har pressats uppåt eller nedåt. Detta sker vanligast när två
kontinentalplattor kolliderar med varandra och den ena skjuts upp på den andra, det
kan vara allt ifrån några cm, hundratals meter eller 10 tusentals mil. När två plattor
kolliderar så kan det bildas nya bergskedjor/bergskedjeveckning, jordskorpan
pressas uppåt när plattorna trycker på varandra och ingen vill ge vika.
Djuphavsgravar​: När en oceanplatta och en kontinentalplatta kolliderar och den
tyngre havsplattan tvingas ner under landplattan bildas en djuphavsgrav.
Fossil​: Förhistoriska djur och växter som har förstenats.
Magma:​ Bildas genom att bergarter i den lägre delen av jordskorpan eller den övre
delen av manteln smälter då de utsätts för högt tryck och temperatur. Magman
består oftast av smält berg blandat med gaser och kristaller.
Lava:​ Så kallas magman när den tränger ut ur jordskorpan.
Pangea:​ En superkontinent, för 300 miljoner år sedan satt alla kontinenter ihop.
Urbanisering:​ Människor flyttar från landsbygden in till städerna.
Tsunami:​ ​ En vattenvåg som uppkommer när stora vattenmassor trycks ihop/upp, i
de flesta fall på grund av jordbävningar ​(jordskorpan under havet rör sig) ​på
havsbottnen. Särskilt när en platta trycks in under en annan platta. Vattnet förflyttas
ner till bottnen vilket döljer den enorma energin i vågen ute på öppet hav.
Seismograf: ​Ett instrument som registrerar rörelser i jordskorpan och kan därför
avgöra läge och styrka på jordbävningar.
Primära orsaker:​ När man dör direkt av själva katastrofen t ex en jordbävning.
Sekundära orsaker:​ När man dör på grund av brist på hjälp efter en katastrof t ex av
sjukvård och tak över huvudet leder till ökad spridning av sjukdomar, som kan få en
dödlig utgång. Detta kallas för ​sekundära​ orsaker.
Richterskalan:​En skala som används för att ange styrkan hos jordbävningar.
Öbåge: ​ En bågformig kedja av ​vulkaniska​ öar på gränsen mellan två kolliderande
plattor i ​jordskorpan​.
Infrastruktur: ​En anläggning som kostar väldigt mycket och som används dagligen av
samhället, t ex vägar och järnvägar, elnät och andra energisystem, telenät och
Internet, samt vatten- och avloppsnät.
Anläggning: ​En byggnad på land eller i vatten.
Efterskalv: ​Efterskalv är mindre jordävningar som inträffar efter en större
jordbävning. Man ska vara beredd på att det kan komma efterskalv, de kan hålla på i
månader och uppgå till åtskilliga tusental.
Mikroskalv:​ Små skalv som kan vara inledningen på ett större.
Kontinentalplattor/oceanplattor: ​Små sprickor i jordskorpan och delar av manteln,
som pusselbitar. Om plattan ligger över land så är det kontinentalplatta om den
ligger över vatten så är det oceanplatta.
Epicentrum: ​Den punkt på jordytan som ligger rakt över den punkt där jordbävningen
eller någon annan katastrof har ägt rum.
Fokus​: Skalvet inträffar ju längre ner i jordytan och den plats kallas fokus.
Sediment​:​ ​Sediment är slam, grus och lera som det yttre krafterna; vatten, vågor,
vind och glaciärer har fört med sig. Sedimenten sjunker ner till havs- och sjöbottnar.
Sedimenten bildar ny bergrund.
Växthuseffekten: ​Atmosfären är som ett glas på ett växthus, den släpper in solljuset
och stänger in värmen. Om inte atmosfären fungerade så här så skulle det inte
finnas något liv på jorden. Det skulle bli för kallt om all värme åker ut. Atmosfären
som består av gaser bl a koldioxid ser alltså till att värme vänder tillbaka till jorden. Ni
har också säkert läst om koldioxidens viktiga funktion i fotosyntesen, den process
som skapar syre. Det här låter ju positivt men varför säger man då växthuseffekten i
negativa sammanhang? Jo det är så att om vi människor släpper ut för mycket
koldioxid t ex via bilavgaser så blir atmosfären för tjock och för mycket värme vänder
tillbaka. Detta gör att det blir varmare på jorden. Det kan leda till att isarna smälter på
Antarktis, djur drunknar och länder som ligger lågt över havet svämmas över.
Frågor​:
1. Hur tror man sig veta att kontinenterna har suttit ihop? Och t ex att Euroasien
har legat vid ekvatorn.
2. Varför ser inte kontinenternas placeringar ut i dag som de gjorde för 300
miljoner år sedan? Förklara med dina ord så mycket du kan och glöm inte att
använda begrepp.
3. Vad är det för skillnad på en kontinentalplatta och en oceanplatta?
4. Beskriv de tre olika sätten som plattorna kan röra sig på. Använd dina egna
ord så mycket du kan och glöm inte att använda begrepp.Berätta också vad
de olika rörelserna kan ge för konsekvenser.
5. Varför dör det inte lika många i rika länder som i fattiga länder när en
jordbävning har ägt rum.
6. Plattorna rör sig ständigt och det finns en naturlig förklaring till de inre krafter
som du har läst om så som vulkanism och jordbävningar. Det finns andra
naturkatastrofer som är mera kopplade till klimatförändringar så som torka,
bränder och översvämningar. Hur kan vi människor påverka klimatet och
därmed minska naturkatastrofer?
Förhöret utgår ifrån frågorna och så ska också ha koll på begreppen som nämns i
detta häfte. I läxförhöret kommer det också att finnas två frågor som handlar om
begreppet demografi, som bland annat handlar om hur befolkningen är fördelad.