Rapport om Pladerande og Jordskælv

Side 1

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

1 af 10

Pladetektonik

- En naturgeografirapport af Victor Waldemar Jakobsen (2.Q)

Indholdsfortegnelse

Indledning ....................................................................................................................................... 2 Begrundelse af problemstillingens relevans ................................................................................ 2 Centrale geofaglige sammenhænge .............................................................................................. 3 Kontinentaldrift ............................................................................................................................ 3 Pladetektonik ................................................................................................................................ 3 Jordens væsentligste plader .......................................................................................................... 4 Forskellige typer pladerande ........................................................................................................ 5 Måling af jordskælv ..................................................................................................................... 6 Jordskælvet ud for Sumatras nordvestkyst i 2004 ...................................................................... 7 Konklusion ...................................................................................................................................... 8 Litteraturliste ................................................................................................................................. 9 Bøger: ........................................................................................................................................... 9 Internet: ........................................................................................................................................ 9

Side 2

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

2 af 10

Indledning

I denne opgave vil jeg besvare de tre spørgsmål vedrørende pladetektonik. Pladetektonik er kort sagt det, at Jordens skorpe er sammensat af stive kontinentalplader, der flyder på en plastisk kappe.

Der hvor pladerne støder mod hinanden, sker geologiske aktiviteter som fx vulkanudbrud, jordskælv og dannelsen af bjergkæder. Det er disse geologiske aktiviteter, jeg vil beskæftige mig med i denne opgave. Det er en forholdsvis ny opdagelse, at Jordens overflade er sammensat af et antal stive plader, der hel tiden bevæger sig i forhold til hinanden, at havbund konstant nydannes og går til grunde, og at udbredelsen af vulkaner, bjergkæder og geologiske ressourcer er et resultat af jordskorpens bevægelser – det gør det endnu mere spændende at beskæftige sig med!

Begrundelse af problemstillingens relevans

Der er flere forskellige årsager til, at netop det forhold at bo tæt på en pladegrænse er vigtigt at beskæftige sig med. Et af de væsentlige forhold, det gør sig gældende er den konstante fare for jordskælv og vulkanudbrud man skal leve med, når man bor tæt på en pladegrænse, hvilket selvfølgelig er et irritationsmoment, men samtidig også utrolig farligt, da man næsten ikke kan forudse, hvornår der kommer til at ske noget. Det er faktisk sådan, at man i mange tilfælde kun kan forudse rystelser 20 sekunder før.

Udover at bygninger bliver ødelagt har et jordskælv kan have meget omfattende infrastrukturelle konsekvenser, som f.eks. knækkede gasledninger (som ofte bryder i brand), ødelagt vandforsyning, ødelagt kloaksystem, ødelagt elforsyning og ødelagte veje og skinner. Alt dette er noget man som borger i område i farezonen skal være forberedt på!

På grund af de meget store materielle ødelæggelser og de mange tab af menneskeliv, som jordskælv forvolder, har man naturligvis interesseret sig meget for, hvorvidt det er muligt at forudse et jordskælv. Man ved selvfølgelig, hvilke områder der særligt er i farezonen i kraft af erfaring og de tektoniske pladers placering, men man har endnu ikke fundet frem til en metode, hvorpå man kan forudsige disse situationer.

En væsentlig faktor i forhold til problemstillingens relevans er – udover det at forudse, hvornår farlige situationer opstår – placering af større byer og sågar helt ned til enkelte bygninger. Det er faktisk set, at enkelte bygninger bliver revet ned i kraft er deres uhensigtsmæssige placering i forhold til pladerne. Derudover der mange byer, der er plaget af risiko for jordskælv – her er f.eks.

de californiske byer særligt i risikozonen.

Side 3

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

3 af 10

Men det er ikke kun på landjorden, at man kan være i farezonen. Hvis der opstår et kraftigt jordskælv på havbunden kan det forårsage flodbølger, som ligeledes kan medføre store materielle ødelæggelser og tab af menneskeliv.

Årsagerne til ovennævnte aspekter, der gør sig gældende i forhold til problemstillingen vil jeg redegøre for.

Centrale geofaglige sammenhænge

Kontinentaldrift

Der findes mange forskellige geofaglige sammenhænge, der er knyttet til problemstillingen. Når man ser på Jorden vil man hurtigt opdage, at kontinenternes placering ligner et puslespil, der er skilt ad. Især ved Sydamerika og Afrika er denne parallelitet særligt tydeligt. I 1912 opstillede den tyske videnskabsmand Alfred Wegener sin hypotese om kontinentaldrift, som byggede på, at kontinenterne ikke altid har haft deres nuværende placering, men at de derimod før i tiden hang sammen i et stort kontinent som han kaldte for Pangæa. Dette superkontinent var med tiden begyndt at drive fra hinanden, og det var det, der forårsagede flere geologiske aktiviteter som f.eks.

jordskælv og vulkaner. Wegeners teori var der ikke mange der troede på i begyndelsen, men efterhånden fik han den underbygget. Flere af kontinenterne passede meget godt sammen, og derudover fandt man identiske fossiler i både Afrika og Sydamerika. Han kunne dog ikke forklare et meget afgørende aspekt i hans teori: hvorfor bevæger kontinenterne sig? De kræfter Wegener foreslog var alt for svage til, at de kunne flytte rundt på kontinenterne. [1]

Pladetektonik

Samtidig med diskussion omkring, hvad kontinentaldriften skyldtes var der andre geologer (bl.a.

Arthur Holmes), der gjorde de iagttagelser, at der foregik langsomme strømninger i Jordens indre – under den faste jordskorpe. Disse geologer foreslog, at strømningerne kunne være årsag del til kontinenternes bevægelse, dels til bjergkædefoldning og dannelse af dybgrave på oceanbunden.

Som vist på figuren (se også figur 8.6 i Geografi håndbogen) består Jorden af skorpen (det yderste lag), som er det vi lever på. Inderst er kernen, som man opdeler i den indre og ydre kerne. Mellem kernen og skorpen er kappen. Man kan også opdele det i litosfæren og astenosfæren. Litosfæren er hård, og består af skorpen og den yderste del af kappen, hvorimod astenosfæren er blød, og består af

1

Kilde: http://da.wikipedia.org/wiki/Pladetektonik

Side 4

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

4 af 10 kernen og den inderste del af kappen. Det, der sker i astenosfæren, er at materialet, der er nærmest jordens varme centrum bliver opvarmet og derfor bevæger sig opad mod litosfæren for derefter at synke igen. I jordens kerne foregår der meget radioaktivt henfald, hvilket skaber en masse energi, som skaber varme. Ved frigivelsen af denne varme dannes der konvektion op gennem jordens kappe. Grunden til at det varme materiale søger opad er simpelthen bare at det er lettere end det omkringliggende materiale, der derfor vil falde nedad. Dette sker i cirkulære baner i jordens kappe, og kaldes kappe-konvektionen Dette var ifølge holmes en drivmekanismen for litosfærens bevægelser. Denne teori blev videreudviklet da man efter anden verdenskrig fandt ud af, at oceanbunden ikke var en flad slette, men derimod et nuanceret landskab. Man opdagede hurtigt Den Midatlantiske Oceanryg, og man fandt ud af, at havbunden var yngst ved oceanryggen, hvorefter den gradvist blev ældre jo nærmere man kom Sydamerika eller Afrika. Det skyldes, at pladerne bevæger sig væk fra hinanden ved oceanrygge. I litosfæren dannes der dog ikke hul, så der kommer samtidig nyt materiale op fra astenosfæren, som danner ny oceanbund. Det kalder man en konstruktiv pladerand.

Jordens overflade består altså af syv store og mange små stive lithosfæreplader, som bevæger sig indbyrdes mellem hinanden. Drivkraften bag disse bevægelser er strømninger i astenosfæren (figur

8.6 B i Geografi håndbogen). Selvom detaljer i strømningsmekanismen og dens betydning for pladernes bevægelse endnu ikke er helt klart, mener man dog, at det drejer sig om termale konvektionsstrømme – dvs. omrøring af materialet i dybet pga. temperaturforskelle.

Jordens væsentligste plader

Jordens overflade er (som nævnt) opdelt i syv store og en masse små plader, og der en hel klar sammenhæng mellem pladernes placering og hvor jordskælvene kommer (se billedet). De syv største plader er:

• Den Afrikanske Plade, som omfatter Afrika

• Den Antarktiske Plade, som omfatter Antarktis

• Den Australske Plade, som omfatter Australien

• Den Eurasiske Plade (den næststørste) som omfatter Eurasien

• Den Nordamerikanske Plade som omfatter Nordamerika og det nordøstlige Sibirien

• Den Sydamerikanske Plade som omfatter Sydamerika

• Stillehavspladen (den største), som omfatter Stillehavets bund

Derudover er der også to mindre plader: den Indiske Plade og den Arabiske Plade.

Side 5

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

5 af 10

Der er forskellige typer pladegrænser, som alle opfører sig forskelligt.

Forskellige typer pladerande

Der er tre forskellige geologiske stormiljøer (se figur 8.7 i Geografi Håndbogen): Konstruktive pladegrænser, hvor plader driver til hver sin side af en spalte i skorpen. Her dannes der til stadighed nu oceanisk plade. Destruktive pladegrænser, hvor pladerne bevæges mod hinanden, og den ene evt.

synker i dybet i en underskydningszone. Bevarende pladegrænser, hvor pladerne bevæges forbi hinanden langs en forkastning. Nedenfor er det uddybet og forklaret bl.a. ved hjælp af billederne nedenfor.

De konstruktive pladegrænser har jeg været lidt inde på, men som kort sagt er det når der dannes en ny oceanbundsskorpe. Dette sker i forbindelse med en oceanbundsspredning ved oceanryggen. Ved en oceanbundsspredning sker det, at pladerne gradvist bliver skubbet fra hinanden og der sker en dannelse af en ny oceanbundsskorpe.. Her er udbredt vulkanisme og forholdsvis svage jordskælv. Et

                                                                 2
eksempel på de konstruktive pladerande er oceanryggen i det midtatlantiske hav.

De destruktive pladegrænser (subduktionszoner) er, når to plader glider mod hinanden.

Oceanbundsskorpen forsvinder ned i kappen i en såkaldt nedsynkningszone via en nedsynkningsproces, som er ledsaget af kraftige og dybe jordskælv samt vulkanisme. Et eksempel på den destruktive pladerande er dannelsen af Himalaya. Tænker vi langt tilbage, blev Indien sat sammen med Asien, hvorefter Himalaya blev dannet. Altså en kollision mellem den Indoaustralske plade og den Eurasiske plade, hvorefter der sker dannelse af foldebjerge. Der er tre forskellige typer af destruktive pladerande:

• Kontinentplader kan støde direkte sammen og rejse sig på højkant. Pladerandene folder sig sammen og presses i vejret som foldebjerge. På den måde er eksempelvis Alperne og

Himalaya dannet (Den Indiske plade presses lidt ned under den Eurasiske plade, og fordi begge plader er tykke, løftes verdens mægtigste bjergkæder op i sammenstødet).

• Når en oceanbundsplade møder en kontinentplade, vil oceanbundspladen glide ned under kontinentpladen og presse dennes rand i vejret i en bjergkæde. På den måde er

Andesbjergene i Sydamerika og Rocky Mountains i Nordamerika dannet.

• Når oceanbundsplader støder sammen, vil den ene glide ned under den anden. Herved vil der ofte dannes en dybgrav med en vulkansk øbue. Det sker, hvis den underglidende plade afgiver så meget vand, at smeltepunktet i den overridende plade sænkes tilstrækkeligt.

2

Kilde: http://www.geus.dk/viden_om/ddj/ddj_003-dk.html

Side 6

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

6 af 10

Materiale fra den overridende plade vil da stige op i smeltet form og danne vulkaner, der efterhånden bliver til øer. På den måde er Filippinergraven og Filippinerne dannet. [3] De bevarende pladegrænser er, når to plader glider langs hinanden, enten i samme eller modsat retning, således at der kun dannes overfladenære jordskælv og ingen vulkanisme. Denne type pladegrænse ser vi i Californien, hvor den vestligste del ligger på stillehavspladen, mens resten ligger på den nordamerikanske plade. Grænsen mellem dem er San Andreas forkastningen. En forkastning er en brudflade i jorden, hvor der foregår bevægelser. I dette tilfælde sker der en indbyrdes vandret forskydning af pladerne på hver sin side af brudfladen, som skærer igennem tæt

befolkede områder.^{4}

Noget andet der er relevant i denne sammenhæng er hotspots (undersøiske vulkaner). Det er ikke direkte relateret til pladetektonik, men de opstår de steder, hvor varmt materiale stiger op fra jordens kappe. Et hotspot er stationært, hvilket betyder, at efterhånden som kontinentalpladen flytter sig, vil der blive dannet nye vulkaner. Det mest berømte hotspot har skabt øgruppen Hawaii.

Måling af jordskælv

Måling af jordskælv foregår ved hjælp af et apparat kaldet en seismograf, som registrerer rystelser i jordskorpen. En seismograf består i princippet af et ophængt lod forsynet med en spids eller pen. På denne måde kan der tegnes kurver, seismogrammer, og man kan få et indtryk af jordskælvets styrke og retning. Der er dog lavet nogle mere moderne udgaver, som fungerer ved hjælp af elektromagnetisme, induktion osv. Ved hjælp af resultaterne på disse undersøgelser kan man bestemme jordskælvets styrke samt epicenter.

Der er to forskellige måleenheder eller skalaer om man vil. Den ene er Mercalliskalaen, som er lavet efter jordskælvets virkning på mennesker, bygninger og natur. Den fastsættes ved at man inspicere ødelæggelse og interviewer de overlevende – det er altså en meget subjektiv skala, hvor det samme jordskælv kan dække ind under flere af kategorierne afhængig af, hvor man laver disse

            5
undersøgelser.

Den anden skala er Richter-skalaen, som er den hyppigst brugte. Den er udformet logaritmisk, hvilket vil sige, at hvert trin er 10 gange højere end trinet før.

3

http://www.geus.dk/viden_om/ddj/ddj_003-dk.html

4

Geografi håndbogen (forfattere står i litteraturlisten)

5

http://www.faktalink.dk/publish.php?linknavn=jordmaal

Side 7

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

7 af 10

Jordskælvet ud for Sumatras nordvestkyst i 2004

En tsunami er en meget kraftig havbølge, som skabes af undersøisk jordskælv, vulkanudbrud elller meteornedslag, og som bevæger sig af sted med en fart på 700-800 km (afhænger af vanddybden) i timen og inde ved kysterne når en højde på op til 30 meter. En af de afgørende forskelle på en vindskabt bølge og en tsunaimi er, at en vindskabt bølge kun bevæger sig i overfladen, hvorimod en tsunami bevæger sig hele vejen fra bunden til overfalden. Ved Sumatra jordskælvet 2. juledag 2004 opstod jordskælvet i subduktionszonen, der løber vest for Sumatra, hvor den indiske oceanplade presses ind under den lille tykke Burmesiske kontinentalplade, hvilket medførte historiens mest dødbringende tsunamier.

Det er meget væsentligt at beskæftige sig med tsunamier, da de forårsager mange menneskeofre, store materielle ødelæggelser og derudover havde det i Sumatra-tilfældet også alvorlige

konsekvenser for økonomien (især pga. turisme). Derudover har de en hastighed på op til 800 km/t,

og de kan bevæge sig flere tusinde kilometer uden at tabe fart, hvilket ødelægger meget når den rammer land. Et andet aspekt er også, at når vandet trækker sig tilbage ødelægger det også.

Tsunamien i december 2004 skyldtes et jordskælv ud for Sumatras kyst, så det er den forklaring jeg vil tage udgangspunkt i, selvom de også kan udløses af andre forhold. Det der helt konkrete skete var, at et undersøisk jordskælv blev udløst d. 26. december 2004 med epicentre vest for øen Sumatra i Indonesien. Her mødes den indiske plade og den burmesiske plade. Den indiske plade bevæger sig ind under den burmesiske plade med en gennemsnitshastighed på 6 cm om året. Ved

det store jordskælv d. 26/12 flyttede den indiske plade sig i et voldsomt ryk i forhold til den

burmesiske plade. De nøjagtigste beregninger indtil nu viser at sprækkezonen var 600-800 km lang, og ca. 100 km bred, og at den indiske plade gennemsnitlig kom 12.5 m længere ind under den burmesiske plade. Jordskælvet målte 9,0 på Richter-skalaen, hvilket er meget højt! Det er faktisk så kraftigt, at jordskælvet blev registreret af de internationale netværk af seismografer lige så hurtigt som rystelserne bredte sig gennem jorden. De første rystelser nåede de danske seismografer ca. 13 minutter efter jordskælvet. Den største rystelse nåede Danmark ca. en time efter jordskælvet, hvor jorden i Danmark hævede og sænkede sig i alt 4 mm over en periode på 20 sekunder.

Det der skete var altså, at dele af havbunden blev forskudt opad, mens en anden del vil synke ned; det medfører selvfølgelig, at noget havvand bliver skubbet ned, mens noget anden skubbes opad.

Der var tale om en destruktiv pladerand, hvor der blev skabt en dybgrav i oceanbunden. Dette vil forårsage en lang række af bølger, som er begyndelsen på en tsunami. Når tsunamien bliver udløst

Side 8

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

8 af 10 vil den videreudvikle sig og transportere destruktiv energi væk fra dens kilde, indtil den når en kyst.

Det, der afgør tsunamiens hastighed når den rammer jorden er dels jordskælvets kraft, men bestemt også vanddybden. Jo dybere vandet er, desto hurtigere bevæger bølgen sig. Den forreste del af en bølge bremses, når den kommer ind i det lavvandede område nær kysten. Men resten af bølgen er stadig på dybt vand og bevæger derfor hurtigt. De næste bølger i rækken bevæger sig også med høj hastighed, og i takt med at de kommer ind mod kysten, vælter bølgerne ind over hinanden. På den måde "stables" vandet inde ved kysten med det resultat at en kraftfuld mur af vand skyller ind over

land – typisk med en fart på 30-50 km/t. De lokale havdybdeforhold er derfor afgørende for hvor

ødelæggende en tsunamibølge bliver. Ændrer havdybden sig hurtigt og har man en stejl kyst, vil tsunamibølgen stort set blive i oceanet. Langsomme havdybdeændringer og flade kyster betyder at bølgen ikke bliver stejl men vandet bare stiger og stiger som det skete nogle steder på Sri Lanka. [6] Efter det store skælv og den store tsunami var kraftige efterskælv i flere timer (de nordligste ved Andamanerne i den Bengalske Bugt) og de mindre efterskælv fortsatte i dagevis. De kraftigste efterskælv udløste faktisk også mindre flodbølger. Alt i alt døde omkring 250.000 mennesker – heraf ca. 200.000 på Sumatra (Indonesien) og omkring 50.000 i Sri Lanka og landene omkring Den bengalske Havbugt samt en række europæiske landes turister fortrinsvis i Thailand. [7] Herudover var de materielle ødelæggelser selvfølgelig enorme, hvilket havde alvorlige konsekvenser for de overlevendes fremtidige levevilkår – dels fordi deres hjem blev oversvømmet, men også deres økonomiske indtægtsmuligheder.

Det er meget vanskeligt at forberede sig på disse tsunamier i det de ofte er forårsaget af jordskælv, som man ikke kan forudse specielt lang tid før de sker. Men eftersom der går noget tid fra at det undersøiske jordskælv til en evt. flodbølge rammer kysten er det muligt at være lidt forberedt. Man kan selvfølgelig gøre det ved hjælp af seismografiske målinger, men ved en tsunami kan man også sætte nogle flydebøjer ud med forbindelse til satellitter, så når det trækker i bøjen advares der.

Konklusion

Jorden er opbygget af mange tektoniske plader, der bevæger sig i forhold til hinanden, hvilket har været en central del af f.eks. bjegkædedannelse. I denne opgave har jeg fundet ud af, at det er utrolig vigtigt at beskæftige sig med pladetektonik i kraft af de alvorlige konsekvenser det kan have,

6

Kilde: http://www.geus.dk/viden_om/ddj/ddj_007-dk.html

7

Kilde: http://www.emu.dk/gym/fag/ge/tema/tsunami.html

Side 9

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

9 af 10 men bestemt også af interesse, da det er meget spændende at vide, hvordan Jorden har udviklet sig gennem tiden. Med hensyn til de centrale geofaglige sammenhænge er der utrolig mange forskelligt typer af pladerande, som hver har forskellige følger – det er også utroligt spændende at forstå, hvordan de forskellige processer påvirker hinanden.

Jordskælvet ud for Sumatras kyst havde ekstreme konsekvenser, og var i det hele taget en dramatisk begivenhed, som skyldtes naturens fantastiske kræfter.

Litteraturliste

I min opgave har jeg brugt følgende hjælpemidler:

Bøger:

• Torben Andersen, Poul Brøndum, Karl-Erik Christensen, Brita Pilegaard Hansen, Egon

Jensen, Gunvor Johnsen, Annegrete Larsen, Karl Martin List, Ole Schou Pedersen, Arne I.P.

Sestoft og Peter Strømgaard: Geografihåndbogen

• Karsten Duus, Jesper Ranfelt, Elsebeth Sanden og Agnes Witzke: Alle tiders geografi

• Politikens leksikon

• Politikens nudanske ordbog

Internet:

• http://da.wikipedia.org/wiki/Pladetektonik
• http://da.wikipedia.org/wiki/Pang%C3%A6a
• http://www.faktalink.dk/publish.php?linknavn=jordhele
• http://www.dr.dk/gymnasium/emner/naturkatastrofer/jorden/jordskaelv.asp
• http://www2002108.thinkquest.dk/naturkatastrofer/jordskaelv/genereltomjordskaelv.htm
• http://www.emu.dk/gym/fag/ge/tema/tsunami.html
• http://www.ig.uit.no/webgeology/
• http://www.geus.dk/viden_om/ddj/ddj_003-dk.html
• http://da.wikipedia.org/wiki/Vulkanudbrud
• http://www.engelund.dk/_lk_tsunami/_id-th_tsunami.htm
• http://www.geus.dk/departments/geophysics/seismology/sumatra_04-dk.htm
• http://da.wikipedia.org/wiki/Jordsk%C3%A6lvet_i_Det_Indiske_Ocean_2004

Side 10

[navn fjernet] Gymnasium 22. april 2008

10 af 10

• http://www.geus.dk/viden_om/ddj/ddj_007-dk.html
• http://www.faktalink.dk/publish.php?linknavn=jordmaal