Jordbävning: orsaker, mätning, effekter och skydd

Jordbävningsområden är koncentrerade till vissa delar av världen. Den första är Stillahavsbältet, som kretsar kring Stilla havet. Denna del är det största seismiska bältet: det har de mest aktiva jordbävningarna och flest vulkaner.

Den andra delen är Alpide-bältet. Det omfattar den seismiska verksamheten från Sumatra, till Himalaya, till södra Europa och norra Afrika, till Atlanten.

Dessa bälten ligger längs de tektoniska plattornas kanter. De tektoniska plattorna trycker på varandra och skapar stora spänningar.

Jordbävningar drabbar ibland städer och dödar hundratals eller tusentals människor. De flesta jordbävningar inträffar längs Stillahavets eldring, men de största jordbävningarna inträffar oftast på andra platser. Tektoniskt aktiva platser är platser där jordbävningar eller vulkanutbrott förekommer ganska ofta.

Jordbävningar orsakas av tektoniska rörelser i jordskorpan. Den främsta orsaken är när tektoniska plattor åker över varandra, vilket orsakar orogenes (bergsbildning) och kraftiga jordbävningar.

Gränserna mellan rörliga plattor bildar de största förkastningsytorna på jorden. När de fastnar leder rörelsen mellan plattorna till ökade spänningar. Detta fortsätter tills spänningen ökar och bryts, vilket plötsligt möjliggör glidning över den låsta delen av förkastningen. Detta frigör den lagrade energin i form av chockvågor. San Andreas-förkastningen i San Francisco och Rift Valley-förkastningen i Afrika är sådana förkastningar. 1. Vulkaniska jordbävningar: Jordbävningar som orsakas av vulkanutbrott är mycket förödande. Dessa är dock begränsade till områden med aktiva vulkaner. 2. Kollapsjordbävningar: I områden med intensiv gruvdrift kollapsar ofta taken på underjordiska gruvor och mindre skalv uppstår. Dessa kallas för kollapsjordbävningar.

Det finns tre huvudtyper av geologiska förkastningar som kan orsaka en jordbävning: normala, omvända förkastningar (thrust) och strike-slip-förkastningar. Normala förkastningar förekommer främst i områden där jordskorpan utvidgas. Omvända fel uppstår i områden där jordskorpan förkortas. Strike-slip-förkastningar är branta strukturer där förkastningens två sidor glider horisontellt förbi varandra.

De flesta jordbävningar ingår i en sekvens som är relaterade till varandra när det gäller plats och tid. De flesta jordbävningskluster består av små skalv som orsakar små eller inga skador, men det finns en teori om att jordbävningar kan återkomma i ett regelbundet mönster.

Ett förskalv är en jordbävning som inträffar före en större jordbävning som kallas huvudskalv.

Ett efterskalv är en jordbävning som inträffar efter en tidigare jordbävning, huvudskalvet. Ett efterskalv sker på samma plats som huvudskalvet men har alltid en mindre magnitud. Efterskalv bildas när jordskorpan anpassar sig till effekterna av huvudstöten.

Jordbävningssvärmar är sekvenser av jordbävningar som inträffar i ett visst område under en kort tidsperiod. De skiljer sig från jordbävningar som följs av en serie efterskalv genom att ingen enskild jordbävning i sekvensen uppenbarligen är huvudstöten, och därför har ingen av dem anmärkningsvärt högre magnituder än den andra. Ett exempel på en svärm av jordbävningar är aktiviteten 2004 i Yellowstone nationalpark.

Ibland inträffar en serie jordbävningar i ett slags jordbävningsstorm, där jordbävningarna slår mot en förkastning i grupper, var och en utlöst av de tidigare jordbävningarnas skakningar eller omfördelning av spänningar. Dessa stormar liknar efterskalv, men på intilliggande delar av förkastningen, och de inträffar under flera års tid, och vissa av de senare jordbävningarna är lika skadliga som de tidiga. Ett sådant mönster inträffade i det nordanatoliska förkastningsområdet i Turkiet under 1900-talet.

En tsunami eller en kedja av snabba vågor i havet som orsakas av kraftiga jordbävningar är en mycket allvarlig utmaning för människors säkerhet och för jordbävningsingenjörer. Dessa vågor kan översvämma kustområden, förstöra hus och till och med svepa bort hela städer. Detta är en fara för hela mänskligheten.

Tsunamis kan tyvärr inte förhindras. Det finns dock varningssystem som kan varna befolkningen innan de stora vågorna når land så att de hinner skynda sig i säkerhet.

Jordbävningssäkra byggnader är konstruerade för att motstå den destruktiva kraften från en jordbävning. Detta beror på konstruktionstyp, form, massfördelning och styvhet. Olika kombinationer används. Kvadratiska, rektangulära och skalformade byggnader klarar jordbävningar bättre än skyskrapor. För att minska påfrestningarna kan en byggnads bottenvåning stödjas av extremt styva, tomma pelare, medan resten av byggnaden stöds av flexibla pelare inuti de tomma pelarna. En annan metod är att använda rullar eller gummikuddar för att separera grundpelarna från marken, vilket gör att pelarna kan skaka parallellt med varandra under en jordbävning.

För att förhindra att ett tak rasar in gör byggarna taket av lätta material. Utomhusväggar tillverkas av starkare och mer förstärkta material, t.ex. stål eller armerad betong. Under en jordbävning kan flexibla fönster hjälpa till att hålla ihop fönstren så att de inte går sönder.