Pladetektonik Jordskælv og vulkanisme

1. PladetektonikJordskælv og vulkanisme Jordens opbygning Jordens består af tre forskellige lag: Sfærer. Inderst er Kernen. Uden på kernen følger Kappenog helt yderst ligger Skorpen. Fig9.8 Opdeling af jorden baserer sig på de fysiske egenskaber med hensyn til Temperatur, Viskositet ( sejhed), Densitet (massefylde) og Flydeevne. Jordens indre består af: (forkortelse for samtlige navne, LAM) 1.: Litosfæren (Skorpen og den øverste del af kappen), som har en tykkelse på 100 km, Koldt og fast. Den er opdelt i et antal plader, som bevæger sig horisontalt, ”vandret”, oven på Astenosfæren. 2.: Astenosfæren er varm og plastisk og den går ned til 350 km. 3.: Mesosfæren dækker fra astenosfæren til kernen, 2900 km. Temperatur, tryk og massefylde stiger fra jordoverfladen og ind mod centrum af kernen.

2. Den pladetektoniske model.: • Pladetektonik deler jorden i syv til otte store plader som f.eks.: • Stillehavspladen • Den antarktiske plade • Den nordamerikanske plade, o.s.v. • Og mange mindre plader, som bevæger sig i forskellige retninger. Grænsen mellem pladerne opfører sig på tre forskellige måder,

3. Litosfæren er delt i tre store pladegrænser: Fig.: 9.12. • Konstruktive pladegrænser: • Ved oceanryggene bevæger pladerne sig væk fra hinanden og der tilføres nyt materiale fra jordens indre og der dannes ny oceanbund. • Oceanbunden på hver side af oceanryggene bevæger sig væk fra denne. Det kaldes oceanbundsspredning. • Mens magmaet (jordens indre smeltende stenmasse) stiger opad fra indre dele og skubber pladerne. F. eks.: Island, som har både jordskælv, varme kilder og vulkaner.

4. 2. Destruktive pladegrænser: • Ved de dybe grave bevæger lagene sigmodhinanden. Pladen med størst densitet (massefylde) synker ind under den anden plade ved (Subduktionszone) og fortsætter sin bevægelse mod astenosfæren og på vej ned ad smelter under højt tryk og temperatur. Dette område kaldes Subduktionzone. Karakteristisk for destruktive pladegrænser er dybsøgrave, vulkaner og bjergkæder. Man skelner mellem tre typer af destruktive zoner: • hvor to oceanbundsplader glider mod hinanden. • hvor en oceanbundsplade og en kontinentplade glider mod hinanden. Foldebjerg. • hvor to kontinentplader glider mod hinanden. Foldebjerg.

5. 3. Bevarende pladegrænser: • Der findes områder, hvor to plader glider forbi hinanden. • Jordskælv er udbredt ved de bevarende pladegrænser. Da der ikke skabes eller destrueres • Materiale, kaldes det en bevarende pladezone.

6. Jordskælv: • Et jordskælv er en udløsning af spændinger i jorden, som opstår i det øvre lag. Denne spænding fortsætter indtil bjergarterne brudstyrke overskrides. • Det sker normalt i form af forkastning eller forskydning og en ligevægtsstilling etableres derefter. • Forkastningerne kan foregå både horisontalt og vertikalt. • Det område i jordens indre, hvor spændingen udløses og jorden skælver ligger fra 0-700km og kaldes jordskælvets fokus eller • hypocenter. • Punktet på overflade lodret herover hedder jordskælvets epicenter. Jordskælv forekommer typisk ved 20-40 km dybde. Jordskælv registreres ved hjælp af en seismograf. • Bevægelserne af jordskælvet registreres samtidig i lodret retning og to vandrette retninger(N-S og Ø-V). • Jordskælvene klassificeres efter deres styrke på den såkaldte • Richterskala(0-9)

7. Richterskalaen • Richterskalaen er navngivet efter sin 'opfinder' Charles F. Richter. I 1935 kom han med et bud på, hvordan jordskælv kunne klassificeres efter 'magnitude' (størrelsesorden). Det blev på dansk til Richter-tal. • Ser vi nærmere på den almindelige talrække som vi sædvanligvis opfatter den, så er tallet 5 kun 25% større end 4, tallet 6 kun 20% større end 5 osv. I den forståelse er der ikke meget forskel på f.eks. et jordskælv, der måler 7 og et jordskælv, der måler 8. • Richterskalaen er imidlertid en logaritmisk skala baseret på grundtallet 10. Det betyder, at et jordskælv, der måler 8 på Richterskalaen er 10 gange så kraftigt som et jordskælv, der måler 7. • Nr Sted År Styrke • 1 Chile 1960 9,5 • 2 Prins William Sund 1964 9,2 • 3 Nordlige Sumatra 2004 9,1 • 4 Kamtjatka 1952 9,0 • 5 NordvestligeStillehav 2011 9,0 • 6 Ud for Chile 2010 8,8 • 7 Udfor Ecuador 1906 8,8 • 8 Rat Islands 1965 8,7 • 9 Nordlige Sumatra 2005 8,6 • 10 Tibet 1950 8,6 • Richter-tallet beskriver rystelsen ved jordoverfladen, men er omtrent proportional med den energi, der bliver udløst ved skælvet. Energien forøges med ca. 30 gange for hvert heltalligt skridt op ad Richterskalaen. • En simpel seismograf er blot en ophængt (i teorien ikke-jordforbundet) pen, der uafbrudt aftegner en linie på en solidt forankret, roterendepapirrulle. Når Jorden ryster under rullen, vil pennen danse henover papiret og så at sige 'beskrive jordskælvet'. Seismografer bruges både til at observere, stedfæste og måle jordskælv med.

8. Jordskælvsbølger: Et jordskælv udsender bølger i alle retninger. En seismograf vil registrere tre bølgefrekvenser. • P- bølger (de bølger der kommer først, de primære), • S-bølgerne (de bølger der ankommer derefter, de sekundære), P- bølgernehar dobbelt så meget hastighedi forhold til S-bølger. • L-bølgerne (de bølger der kommer sidst og har en lang bølgelængde). De to første bølger kaldesforløbende mens L-bølgerne udgør hovedfasen. Det er L- bølgerne som skaber voldsomme skader. Fig. 9.7 L-bølgerne løber langs med jordoverfalden mens S og P bølgerne udbreder sig gennem jorden.

9. P-bølger bevæger sig med 8-13km/s. Tidsforskellen mellem P- og S- bølgernes ankomst til seismografen er derfor et direkte mål for afstanden langs jordoverfladen til epicentret. • Har man registreringer af samme jordskælv fra 3 forskellige målestationer, kan man bestemme epicentrets beliggenhed. • Når afstandene til epicentret er målt på flere seismiske stationer, kan man på et kort tegne cirkler, hvis radier er de målte afstande. Nu skulle epicentret gerne ligge i ét fælles skæringspunkt for cirklerne. Anden fil • Manskelner mellem to forskellige L-bølger: • Love bølger der får jordoverfladen til at bevæger sig i den vandrette plan fra side til side og • Ray bølger der er en blanding af længde og tværbølger.

10. Tsunamier: • Tsunami er japansk og betyder 'havnebølge'. Ordet dækker over havbølger, der er fremkaldt af en kortvarig, storskala forstyrrelse af havbunden. • En tsunami er en flodbølge som kan opstå som følge af et jordskælv eller en eksplosionsvulkan og / eller jordskred der kan bringe havbunden i bevægelse. Fig 9.6 • Det jordskælv der udløste Tusnamien i december 2004 og i 2011 var målt til 9,0 på Richterskalaen. • En tsunami bevæger sig med en hastighed på op til 1000 km/t på dybt vand og ca. 50 km, når det rammer land. En bølgelængde på ca. 200 km. Og en amplitude på under 1 m. Når tsunamien nærmer sig kysten, så skifter den karakter og kan ikke længere beholde sin lange bølgelængde på grund af den lave havdybde. De enkelte bølger danner en mur af vand, som vælter ind mod kysten samtidig med, at de indhentes bagfra af flere bølger, der i fællesskab - som et bølgetog - får bølgehøjden til at stige næsten eksplosivt. som giver en bølge på 30-40 meters højde.

11. Jordskælv og tsunami ved Japan , den 11 mars 2011 • Det 5. kraftigste jordskælv siden år 1900 har udløst en voldsom tsunami i det nordvestlige Stillehav. • Et jordskælv i det nordvestlige Stillehav, vurderet til 9,0 på Richterskalaen, udløste fredag morgen dansk tid en kraftig tsunami. Styrken af skælvet var i første omgang vurderet til 8,9 men blev opjusteret over weekenden. • Jordskælvet havde sin oprindelse - sit fokus eller fokalpunkt - 32 kilometer nede i jordskorpen og ca. 130 kilometer øst for Japans kyst. • Værst er det gået ud over Japan, som udover skaderne ved selve jordskælvet også er blevet ramt af en, ifølge beretninger og efterfølgende beregninger, 14 meter høj tsunami. • Jordskælvsbølgen har kastet både, biler og bygninger langt ind i landet, lyder de første rapportager fra japanske medier. Og den voldsomme bølge har hindret redningsarbejdet efter jordskælvet, hvor blandt andet et olieraffinaderi er eksploderet. • Det japanske meteorologiske institut rapporterer, at tsunamien har berørt kysstrækningen helt fra den nordlige ø Hokkaido og ned til det centrale Wakayama; mere end 2.100 kilometer. • Meldingerne fra de japanske myndigheder lyder ti dage efter ulykken på over 8.000 omkomne og yderligere mange tusind savnede. • Ud over varsel om tsunami ved de østasiatiske stillehavskyster er der udsendt varsel i Hawaii, Australien, New Zealand, Mexico samt Central- og Sydamerika. • Tsunami - en dræbende bølge

12. Seismiske bølger fra jordskælv 
Når der sker et jordskælv udbreder seismiske bølger sig i alle retninger fra epicenteret. De sorte kurver på figuren er strålebaner, som angiver udbredelsesretninger for seismiske bølger, der stammer fra jordskælvet i tegningens nederste, venstre hjørne. Strålerne følger de samme fysiske love, som er kendt fra optik. • Kernen virker som spredelinse 
Direkte bølger fra jordskælvet, som udelukkende har bevæget sig gennem jordens kappe og skorpe, vil i princippet kunne registreres indtil en afstand på 103° fra epicenteret. Stråler, som rammer jordens kerne (se tegning), bliver afbøjet i kernen, der virker som en spredelinse. 
I modsætning til kappen, som består af fast stenmasse, er den ydre kerne flydende og • består hovedsagelig af jern. Stråler, der bliver "fanget" i den ydre kerne, kommer op • til overfladen i en afstand, som ligger mindst 142° fra epicenteret. • Seismisk skyggezone 
På grund af den ydre kernes egenskab som spredelinse opstår der således en skyggezone i en afstand på mellem 103° og 142° fra epicenteret, hvori man ikke vil forvente at registrere direkte bølger fra jordskælvet. • Inge Lehmanns store opdagelse 
Der er imidlertid en række undtagelser til dette generelle mønster, hvilket i 1936 ledte den danske seismolog Inge Lehmann til at foreslå, at jorden har en fast indre kerne. 
Nogle strålebaner fører ind i den indre kerne, hvor bølgeudbredelseshastigheden er højere end i den ydre kerne. Herved bøjes strålerne opad igen. Disse strålebaner ender i skyggezonen, og deres eksistens er bevis for, at jorden har en fast indre kerne. Det var studiet af disse specielle jordskælvsbølger, som ledte Inge Lehmann til hendes store opdagelse.