Det fulde spektrum af jordskælvstriggere – 3 menneskeskabte årsager

Det fulde spektrum af jordskælvstriggere – 3 menneskeskabte årsager

menur/Shutterstock

Et jordskælv er en begivenhed, der ryster jordens overflade, lejlighedsvis knækker jorden og beskadiger menneskeskabte strukturer såsom broer og bygninger. Dens intensitet måles på Richter-skalaen, der spænder fra 1 til 10. Begivenheder med en styrke på 6,0 eller højere klassificeres som større og kan forårsage betydelige tab af liv og ejendom.

Mens størstedelen af seismiske hændelser skyldes den gradvise frigivelse af stress langs tektoniske pladegrænser, genererer andre mekanismer også jordskælv. Menneskeskabte begivenheder eksisterer, men naturlige jordskælv har en tendens til at være langt kraftigere. Det kraftigste jordskælv, der nogensinde er registreret – en hændelse på 9,5 i Chile i 1960 – var helt naturligt.

De fleste jordskælv stammer fra tektonisk pladefriktion

Cavan Images / Peter Essick/Getty Images

Tektoniske plader er i konstant bevægelse. Når kanterne på disse plader – brudlinjer – klæber sammen, kan den opbyggede spænding udløses pludseligt, hvilket genererer seismiske bølger. Denne mekanisme driver de fleste jordskælv på verdensplan. Et godt eksempel er San Andreas-forkastningen, et 800-mile langt brud, der bevæger sig omkring 2 tommer om året og producerer omkring 10.000 jordskælv årligt i det sydlige Californien.

Fordi pladebevægelse er i gang, sker der hele tiden jordskælv. De fleste er mindre og går ubemærket hen; kun dem over størrelsesorden 3 mærkes af mennesker. Større jordskælv ved pladegrænsen er katastrofale og forårsager omfattende skader og tab af menneskeliv. Det chilenske jordskælv i 1960 nåede for eksempel ikke kun en styrke på 9,5, men udløste også en tsunami, der nåede Filippinerne.

Vulkanisk aktivitet kan udløse mindre jordskælv

Vulkaner og deres udbrud kan hæve seismiciteten på to måder. For det første kan den voldsomme bevægelse af magma og lava generere langvarige jordskælv, hvis signaturer hjælper prognosemagere med at forudsige udbrud som f.eks. Mount St.Helens-eksplosionen i 1980.

Vulkaner bryder ud på global skala omkring 60 gange hvert år, og hvert udbrud er scoret på Volcanic Explosivity Index (VEI), som spænder fra 0 til 8. Jo højere VEI, jo mere eksplosivt er udbruddet. Mens vulkanske jordskælv typisk er mindre end pladegrænseskælv, var den største registrerede vulkansk-inducerede hændelse en rystelse på 5,5 styrke under Mount St.Helens i 1981. Disse hændelser forekommer normalt inden for 7 miles fra overfladen og er ofte uopdagelige af offentligheden.

Jordskred:En sjælden udløser af seismicitet

Jordskred følger ofte efter jordskælv, udløst af pludselig jordustabilitet. De kan involvere jord, sten, sne eller affald, der glider ned ad stejle skråninger. Når et jordskred selv forårsager seismisk aktivitet, måler hændelsen typisk størrelsesordenen 4,0 eller højere.

I nogle sjældne tilfælde kan et jordskred udløse et jordskælv. Den hurtige omfordeling af massen skaber spændingskoncentrationer i skorpen, og hvis glidningen sker i nærheden af ​​en allerede belastet forkastning, kan det forstærke den seismiske risiko. Sådanne interaktioner er en del af grunden til, at forskere overvåger jordskred i seismisk aktive områder.

Menneske-induceret seismicitet fra hydraulisk frakturering og spildevandsinjektion

Mens den meste seismicitet er naturlig, kan menneskelige aktiviteter også udløse jordskælv. Hydraulisk frakturering - almindeligvis kendt som "fracking" - kan fremkalde rystelser, men det er primært injektionen af affaldsvæsker i dybe brønde, der øger poretrykket langs brudlinjer, hvilket fører til seismiske hændelser.

I det centrale USA har U.S. Geological Survey dokumenteret en stigning i fracking-relaterede jordskælv, hvor Oklahoma oplever den højeste forekomst. Det kraftigste fracking-inducerede jordskælv, der er registreret, var en hændelse med en styrke på 4,0 i Texas i 2018. Det er vigtigt, at spildevandsinjektionsbrønde genererer flere jordskælv end selve udvindingen.

Minedrift som en væsentlig kilde til seismiske hændelser

Eksplosioner i underjordiske miner er en bemærkelsesværdig menneskeskabt årsag til jordskælv, der udgør omkring 25 % af al menneskeskabt seismicitet. Kina fører an i mine-inducerede rystelser, efterfulgt af USA. Processen med at sprænge eller udvinde store mængder sten skaber stress i det omgivende grundfjeld, som senere kan frigives som seismisk energi.

Mine-inducerede jordskælv varierer typisk fra størrelsesordenen 3 til 4. Den kraftigste registrerede hændelse – et jordskælv på 6,1 størrelsesorden – blev udløst af underjordisk kulminedrift i Rusland. Tilsvarende, mindre rystelser observeres ofte nær aktive minepladser verden over.

Atomtestning:En mindre seismisk udløser

I midten af det 20. århundrede blev der udført underjordiske nukleare detonationer over hele verden, hvoraf nogle producerede seismiske bølger. Selvom ikke alle nukleare eksplosioner genererer jordskælv, er de, der gør, generelt mindre end selve detonationerne. Underjordiske eksplosioner kan stresse nærliggende tektoniske plader, hvilket potentielt kan udløse sekundære jordskælv endda hundreder af kilometer væk.

På Nevada-teststedet blev der udført 928 atomprøvesprængninger mellem 1951 og 1992. I 1960'erne blev der observeret øget seismicitet i det nordlige Californien, men efterfølgende forskning kunne ikke endegyldigt forbinde disse rystelser med atomprøvesprængningerne. Fænomenet er fortsat et emne for videnskabelig undersøgelse.