Plattektonik och jordbävningar

Transkript

1 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

2 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.

3 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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.

9 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.

10 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.

11 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.

12 Kraftiga jordbävningar sedan år 1900: Årtal Magnitud Plats Antal döda ,9 San Fransisco i USA c.a ,9 Tokyo i Japan c.a ,5 Chile c.a ,2 Kina c.a ,4 Iran c.a ,4 Kobe i Japan c.a ,6 Izmit i Turkiet c.a ,1 Sumatra, Indiska oceanen c.a ,6 Kashmir ca ,9 Kina c.a ,8 Haiti ca ?? ,0 Japan ca

13 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.

14 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.

15 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.

16 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.

17 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.