Pladetektonik
Problemstilling: Hvorfor er det farligt, at bo i nærheden af en pladegrænse?
Pladetektonik er kort beskrevet teorien om, at Jorden er opdelt i forskellige
lithosfæreplader, som bevæger sig over på Jorderen pga. konvektionstrømmene i Jordens
indre. Der findes tre forskelige pladerande konstruktive, destruktive og bevarende. Disse
tre typer pladerande har gennem flere millioner år formet samt skulptureret den verden, vi
kender i dag.
1.
Begrund problemstillingens
relevans og aktualitet.
Jorden har altid været præget af stor
geologisk aktivitet og især ved
pladerandene, har dette været
tydeligt. I det seneste år hundrede
har mennesket forsket i de kræfter,
som findes ved pladeranderne.
Hvilket har skabt en større forståelse af udseendet på den verden, vi kender i dag.
Jorden har i de seneste oplevet flere store naturkatastrofer forårsaget af jordskælv og
vulkansk aktivitet. I 2010 oplevede Haiti og haitianere, hvilket masseødelæggelser et
jordskælv kunne bringe. Det kraftige jordskælv, der målte 7,0 på Richterskalaen, medførte
både tab af menneskeliv og ødelægelse. Jordskælv er dog ikke den eneste grund til, at det
er farligt at bo i nærheden af en pladegrænse. De kræfter, der ligger bag pladegrænsernes
bevægelser, er så store, at de kan udslette store byer på få sekunder. Dette er sket utallige
gange, at et jordskælv har efterladt byer som ruiner. Jordskælvet må siges at være den
mest dødbringede, samt ødelæggende af de naturkatastrofer, forårsaget af
pladegrænsernes bevægelse. Problemstillingen har stor relevans i den verden, vi lever i.
Der er flere storbyer som Tokyo, San Francisco og Istanbul, der er truet af
Side af 61
pladegrænsernes kræfter. Pladegrænsernes aktivitet vil altid være et aktuelt emne, da
pladerne konstant er i aktivitet.
2. Redegør for de centrale geofaglige sammenhænge, der knytter sig til
problemstillingen.
Jordens opbygning har i mange år været en gåde, som flere har prøvet at besvare. Men
inden for de seneste år har vi efterhånden skabt ret sikker viden om Jordens indre
opbygning og sammensætning. Vi har tidligere kunne konstatere, at jordens indre må
være varm, da vulkanudbrud bringer lava til overfladen. Geologiske undersøgelser af
bjergarter og andre naturfænomener, viser hvordan den verden, vi lever i, er opbygget.
Studier af jordskælvsbølgernes passage gennem jorden har afsløret, at bjergarternes
sammensætning og densitet ændrer sig med dybden under jordens overflade. Med andre
ord har vi kunne konstatere, at Jorden ikke består af ét sammenhængende materiale helt
ind til kernen. Data fra jordskælv har vist, at jorden er opdelt i lag eller sfærer. Cirka de
første 100 km kaldes for Lithosfære (lithos = sten). Denne sfære er relativt kold og fast.
Asthenosfære (den svage sfære) er kendetegnet ved at være varm og plastisk.
Asthenosfæren når ned til en dybde på ca. 350 km. Området fra asthenosfæren og ind til
kernen kaldes mesosfæren (mellemsfæren). Mesosfæren er kendetegnet ved høj varme,
men på grund af det høje tryk er mesosfæren mere stabil end asthenosfæren. Hvert lag
har sine egne fysiske egenskaber. Kernen er delt op i en ydre del, der er flydende og en
indre del der er fast.
Den pladetektoniske model deler jordens lithosfære op i otte store plader og adskillige
mindre plader. Grænserne mellem pladerne er udformet på tre forskellige måder:
Konstruktive pladegrænser ligger langs oceanbundes spredningszoner og er kendetegnet
ved, at der dannes ny oceanbund ved vulkansk aktivitet. Dette resulterer i, at pladerne
bevæger sig væk fra hinanden. Den Midtatlantiske højderyg er beliggende ved en
konstruktiv pladerand.
Ved destruktive pladegrænser glider to lithosfæreplader mod hinanden. Den af de to
lithosfæreplade med den største densitet, synker ind under den anden og forsætter sin
bevægelse ned i asthenosfæren. Hvor pladen efterhånden bliver destrueret
Side af 62
(subduktionsprocessen). Når pladen destrueres smelter den store sten plade pga. trykket
samt temperaturen stiger jo længere pladen bevæger sig ned. Karakteristisk for
destruktive pladegrænser er bl.a. dybsøgrave, vulkaner og bjergkæder.
Til sidste findes de bevarende pladegrænser, hvor to plader glider forbi hinanden. Der sker
altså hverken en kollision eller adskillelse. Jordskælv er især udbredt ved disse
pladegrænser. Adskillelsen af de to plader opbygger en masse spænding og hvis denne
spænding ikke bliver frigivet i små jordskælv, sker der en kraftig kollision mellem de to
plader. Den Vest Amerikanske kyst er et glimrende eksempel på én bevarende
pladegrænse. Den Nordamerikanske plade glider væk fra Stillehavspladen, hvilket
resultere i en masse jordskælv ud fra den Californiske kyst.
Når jordens lithosfæreplader bevæger sig i forhold til hinanden, opbygges der spændinger
i lithosfæren. Spændingerne kan blive så store, at de faste bjergarters belastningsvene
overskrides. Dette resultere i at der sker brud eller forkastning i bjergarterne, samtidigt
med at der opstår rystelser i jorden. Med andre ord der er opstået et jordskælv. Ved
kollission mellem to plader forplanter alt det pres der opstår ved sammenstødet sig, på
hele lithosfærepladen. Presset er dog størst i det man kalder hypocenteret, som er der
hvor jordskælvet har udgangspunkt og der hvor spændingen er udløst nede i skorpen.
Konsekvenserne af et jordskælv kan være sammenstyrtning af huse og ødelagt
infrastruktur. Årsagen til, konsekvenserne kan være så store skyldes, at de bølger, der
udgår fra jordskælvets hypocenter, påvirker de enkelte bjergarter. Disse påvirkninger
foregår op og ned fra side til side og resulterer i sammenstyrtning af huse, veje og broer.
Der forkommer dog også jordskælv der ikke fører til masseødelægelse f.eks. da Danmark i
2012 blev ramt af et jordskælv der målte 4,4 på Richter skalaen. Jordskælvet i Danmark er
et tydeligt bevis på at lithosfærepladerne konstant er i bevægelse.
Målingen af jordskælv foregår med et apparat der hedder seismografer. Seismografer
registrerer de forskellige bølgetyper, der udgår fra jordskælvet og aftegner dem i et
seismogram. I et seismogram kan man aflæse de enkelte bølgers styrke samt
tidsafstanden mellem deres ankomst til målestationen.
Styrken af jordskælvet måles på Richterskalaen. Denne skala er tilnærmelsesvis
logaritmisk. Dette betyder at et jordskælv målt til 6 på Richterskalaen, er 10 gange
kraftigere en et skælv på 5. Richterskalaen er åben, det vil sige at der ikke er defineret et
Side af 63
maksimum. Mennesket har stadig ingen ide om hvor kraftfuldt et jordskælv kan være. Når
man beskriver jordskælv gør man det ud fra intensiteten. Intensiteten falder med afstanden
til hypocenteret og afhænger af Richtertallets størrelse. Et jordskælv kan opdeles i to faser
som også kan ses på seismogrammet. Første fase kaldes forløberen.Bølgerne i forløberen
er P- og S-bølger. Disse to bølger løber fra hypocentret, og breder sig i alle retninger
gennem jorden. P-bølgerne er trykbølger, der svinger parallelt med bølgernes
udbredelseretning. S-bølgerne er transversalbølger, der svinger vinkelret på
udbredelseretningen. Efter forløberen følger hovedfasens bølger. Disse bølger kaldes for
L-bølger. De løber fra hypocenteret og opad til epicentret (det punkt på jordoverfladen, der
er beliggende umiddelbart oven på hypocentret), hvorefter de breder sig ud til alle sider på
jordoverfladen. Det er disse bølger som forårsager de største ødelæggelser ved et
jordskælv.
3. Giv en faglig behandling af jordskælvet ved Japan 2011 og dets konsekvenser.
Giv en vurdering af hvordan man kan minske risikoen ved jordskælv.
Japan er specielt udsat på grund af landets beligenhed. Japan ligger på randen af tre
lithosfæreplader den Eurasiske plade, den Filippinske plade og stillehavspladen. Japan
har lige siden landet sprøjtede op af havet været ramt af stor underjordisk aktivitet. Hvilket
der også er en god begrundelse bag. De japanske øer er dannet ved kollision mellem
disse tre plader. Ved kollisionen af disse tre plader synker den plade med størst densitet
ned under de andre plader. Pladen forsætter ned mod asthenosfæren, hvor den bliver
destrueret. Destruktionen af lithosfærepladen resulterer i en smeltede stenmasse. Dette
ender tilsidst med et vulkanudbrud. Denne pladerand er, hvad man kalder en
Side af 64
destruktivepladegrænse. Destruktivepladegrænser er kendetegnet ved stor jordskælv og
vulkansk aktivitet. Det er med andre ord helt naturligt og i virkeligheden grundlæggende
for Japans eksistens med de mange og kraftige jordskælv.
Den 11. marts 2011 opstod et jordskælv med epicenter 130 km øst for østkysten af Sendai
på Honshû-øen i Japan. Jordskælvet målte 8,9 på Richterskalaen og er i top 5 af verdens
kraftigeste jordskælv, der er målt. Jordskælvet havde katastrofale konsekvenser på kort
sigt men ikke mindst også på lang sigt. Japan har pga. ets beligenhed igennem de
seneste år investeret i masse sikkerhedsforanstaltninger for, at de har kunnet minimere
skader mest muligt. Skælvet gav anledning til en række nødforanstaltninger, hvor
infrastrukturen blev lukket. Jordskælvet resulterede i sammenstyrtede huse,
motorvejsbroer osv. Jordskælvets rystelser fik havbunden til at bevæge sig op og ned.
Bevægelserne fik hele vandsøjlen over epicentret til at danne bølger, der udbreder sig fra
epicentret. Det der adskiller tsunamier, fra almindelige bølger, er, at de har meget lange
bølgelængder. Tsunamier sætter desuden også skub i hele vandsøjlen fra overfladen til
bunden, hvorimod almindelige vindskabte bølger kun påvirker vandet ved overfladen.
Tsunami bølgen stiger først til vejrs, når den rammer det lavere vand ved kysten.
Jordskælvet forårsagde en 10 meter høj tsunami bølge udfra Honshûs østkyst. Det største
offer for tsunamien var indbyggerne i million byen Sendai, hvor der blev 88.000 personer
meldt savnet. Der var mellem 300-400 mennesker, der døde ved oversvømmelsen.
Tsunamien udraderede ikke bare Sandai, den tog også atomkraftværket Fukushima
Daiichi Nuclear Power Station med sig. Atomkræftværkets reaktorer blev tidligere på
dagen lukket pga. jordskælvet. Kraftværket blev lukket, det viste sig dog senere hen, at
flere af kernereaktorerne havde problemer med nedkølingen. Dagen efter jordskælvet
ramte, opstod der en eksplosion i kerneraktor 1, grundet brint dannet af overhedet vand.
Eksplosionen dannede et højtryk, der blæste taget og væggene af den bygning, hvor
reaktoren stod. Eksplosionen gjorde, at 170.000 mennesker i en radius af 20 km blev
evakueret, grundet radioaktivstråling. Eksplosionen har på lang sigt haft katastrofale
konsekvenser for beboerne nær kræftværket men ikke mindst resten af Japan. Fukushima
lækker tonsvis af radioaktivt affald, hvilket har katastrofale konsekvenser for miljøet i
Japan. De japanske myndigheder valgte at erklærer området omkring kraftværket for
ubeboeligt. Først i 2014 valgte man at lade 350 personer flytte tilbage til, hvad der nu er en
spøgelsesby. Det radioaktiveaffald har også resulteret i et lukket landbrug.
Side af 65
Man kan ikke forhindre jordskælv, så for at minimere skaderne må man forsøge at
konstruere bygninger, der kan modstå skælvene. Jordskælv er uforudsigelige, det er derfor
vigtigt, at bygningerne er konstrueret ordentligt i risikozonerne for jordskælv. Bygningerne
konstrueres ved at bruge materialer, der ikke er alt for stive, samt ved at bygge på et
fundament, der opsuger så meget energi fra skælvet som muligt. Under jordskælvet
kollapsede kun få bygninger, dette skyldes, at Japan bygger huse med henblik på, at de
kan klare jordskælv. Ulykken ved Fukushima har været én af de mest omdiskuteret ulykke
nogensinde pga. naturkatastrofen. Verden havde ikke set så slemt et radioaktivt udslip
siden Tjernobylulykken i 1986. Forskellen på disse to ulykker er, at Tjernobyl var elendigt
drevet, og reaktoren var af tvivlsomt russisk design. Derimod var Fukushimas en
amerikansk reaktor placeret i verdens mest højteknologiske nation. Det radioaktive udslip
satte hurtigt en diskussion igang om hvorvidt, det var sikkert at have atomkraftværker
mere. I fremtidens lys kan det virke dumt, at man lægger et af verdens største
atomkraftværker kun ti meter over havets overflade. Japan ligger som bekendt direkte ud
til den farligste del af klodens mest aktive jordskælvszoner. Når det er sagt, er der jo aldrig
noget, der er 100% sikkert. Ulykken kunne lige så godt have sket hvilket som helst andet
sted i verden.
Det er, hvad der er fascinerende ved vores Jord. Naturenskræfter er uforudsigelige og ikke
mindst utæmmelige. Det er umuligt at degradere sig imod naturenskræfter. Tornadoer,
cykloner, sandstorme osv. alle naturskabtefænomener vi ikke er herre over. Mennesket har
i to årtusinder prøvet at kontrollere Jorden og herske, men vi må altid se os slået af
naturen.
Litteraturliste:
-
Jordskælv og vulkaner side 203-208
-
Jordskælvet ved Sendai 2011 (http://da.wikipedia.org/wiki/
Jordskælvet_ved_Sendai_2011)
-
Jordskælvssikring virker: Kun få kollapsede bygninger i Japan (http://ing.dk/artikel/
jordskaelvssikring-virker-kun-fa-kollapsede-bygninger-i-japan-117317)
-
Naturgeografi C side 16-26
Side af 66