En dödlig jordbävning med magnituden 8,3 skakade Chile den 16 september. Den skickade en enorm vattenpuls iväg från dess epicentrum — där skalvet började. Vågen tvingade mer än 1 miljon chilenare att fly från sina hem. Detta böljande havsvatten gav också ett överraskningstest för ett nytt, snabbare sätt att förutsäga höjden på sådana vågor.
Jordbävningar som inträffar under vattnet kan flytta stora volymer vatten. Det sätter igång kraftfulla vågor som ibland når över hav. Vågorna, som kallas tsunamis (tzu-NAAM-eez), kan orsaka massiv förstörelse. En tsunamis höjd påverkar hur långt inre vatten kommer att svämma över. Seismologer – forskare som studerar jordbävningar – vill snabbt kunna förutsäga var tsunamis kommer att nå efter en jordbävning. På så sätt kan räddningschefer skicka hjälp till områden som med största sannolikhet kommer att bli ödelagda, säger Sebastián Riquelme. Han är seismolog vid University of Chile i Santiago.
Förklarare: Vad är en tsunami?
I Chile kan tsunamier nå kusten 15 minuter efter en jordbävning. Det ger experter lite tid att förutsäga hur högt det böljande vattnet kommer att stiga. Men Riquelme och kollegor kunde uppskatta höjden på den chilenska tsunamin bara sekunder efter att data från den senaste jordbävningen strömmade in. De gjorde det genom att använda matematiska förutsägelser om hur jordbävningar utlöser tsunamier. Dessa forskare utarbetade nyligen en rapport om sin nya metod för att snabbt förutsäga var tsunamiskador kommer att inträffa. Den kommer att publiceras i Journal of Geophysical Research: Solid Earth. Tekniken kan paras ihop med förbättrade metoder för att känna av jordbävningar. Att göra det skulle kunna göra det möjligt att leverera korrekta tsunamiprognoser på halva tiden jämfört med nuvarande metoder, säger de.
“Med vår modell vet du var skadan sannolikt kommer att vara inom fem minuter efter att jordbävningen inträffade”, säger Riquelme.
Jordbävningar skakar ofta Chile. Landet ligger cirka 100 kilometer från ett område under Stilla havet som har särskild betydelse. Det är gränsen mellan två jätteplattor som utgör en del av jordens yttre lager. Plattorna är kända som tektoniska plattor. Vissa tallrikar sjunker långsamt under andra. Denna process är känd som subduktion. I sydöstra Stilla havet glider Nazca tektoniska plattan under Sydamerika med en hastighet av cirka 65 till 80 millimeter (cirka 2,5 till 3,1 tum) varje år. Då och då kommer en sektion plötsligt att förskjutas och orsaka en jordbävning. Den abrupta rörelsen tränger undan havsvatten som en sten slungad i en damm. Det skapar tsunamivågor som kan färdas med hastigheter som liknar ett kommersiellt flygplan.
Förklarare: Förstå plattektonik
En tsunamis storlek beror på jordbävningens egenskaper. För kraftiga skakningar går dock lokala instrument som kallas seismometrar bort från sjökorten. Seismometrar upptäcker och mäter jordbävningsvågor när de passerar genom jorden. Men när de är nära ett kraftigt skalv slutar de att tillhandahålla användbar data. Seismologer måste vänta på att jordbävningsvågorna ska färdas längre bort från epicentret för att få exakta avläsningar. Det kostar värdefulla minuter. Vissa tsunamiprognoser använder inte dessa detaljerade jordbävningsdata. Istället kommer forskare med en lista över jordbävningar som kan hända i framtiden. De använder sedan datormodeller för att beräkna hur tsunamin från dessa skalv skulle se ut. Sedan när en jordbävning inträffar, tittar seismologer på inspelningar från seismometrar och söker igenom den färdiga listan, letar efter en nära matchning. Denna metod ger snabba förutsägelser. Men de kanske inte är särskilt exakta.
Förklarare: Vad är en datormodell ?
Men snart kommer nätverk av instrument som är beroende av GPS-enheter att kunna mäta de kraftigaste skakningarna och ge snabbare rapporter om jordbävningsaktivitet. (GPS-stationer kan mäta skalvstyrkan genom att mäta hur mycket marken skiftar.) När enheterna väl är på plats kan seismologer potentiellt beräkna jordbävningsdata inom några minuter. Tsunamiprognoser behöver en farthöjning för att hänga med. Riquelme och kollegors nya metod byter ut precision mot snabbhet. Medan många befintliga tsunamiförutsägelser bygger på komplexa simuleringar, skapade forskarna istället en enkel matematisk metod. Med hjälp av data från en jordbävning som just inträffade, uppskattar systemet mängden förskjutet vatten. Den informationen översätts till en prognos för tsunaminhöjd — allt på cirka 15 sekunder.
Skalvet i Chile var det första realtidstestet av metoden. Forskarna förutspådde en maximal tsunamihöjd på 5 till 6 meter (cirka 16,4 till 19,7 fot). Dessa siffror stämmer väl överens med tidiga rapporter från skalvet i Chile, som skapade vågor på 4,75 meter (15,6 fot). “Vi är redo för när GPS-nätverken kommer på plats”, säger Riquelme.
Metoden ger snabba resultat, men dess enkelhet går för långt, säger Eddie Bernard. Han är en pensionerad tsunamiforskare från National Oceanic and Atmospheric Administration's Center for Tsunami Research i Seattle, Washington. Jordbävningar utlöser ofta undervattensskred som producerar ännu större tsunamier än den första tremoren, säger han. “Du kan inte bara göra lite matematisk magi och säga att det här är vad som händer på havsbotten.”
Power Words
(för mer om Power Words, klicka här
)
datormodell Ett program som körs på en dator som skapar en modell, eller simulering, av en verklig egenskap, fenomen eller händelse.
jordbävning En plötslig och ibland våldsam skakning av marken, ibland orsakar stor förstörelse, som ett resultat av rörelser i jordskorpan eller av vulkanisk verkan.
epicenter Den underjordiska platsen längs ett förkastning där en jordbävning startar .
GPS Förkortning för globalt positioneringssystem.
GPS-enhet Enheter som beräknar sin position (i termer av latitud och longitud) från vilken plats som helst på marken eller i luften. De gör detta genom att jämföra hur lång tid det tar signaler från olika satelliter att nå dem.
magnitude (i geologi) Ett tal som används för att beskriva relativa storleken på en jordbävning. Den går från 1 till mer än 8 och beräknas av markrörelsens topp som registreras av seismografer. Det finns flera storleksskalor. En av de mer vanligt förekommande idag är känd som momentets storlek. Det är baserat på storleken på ett fel (spricka i jordskorpan), hur mycket felet glider (rör sig) under ett skalv och den energikraft som krävdes för att tillåta den rörelsen. För varje ökning i magnitud producerar en jordbävning 10 gånger mer markrörelse och frigör cirka 32 gånger mer energi. För perspektiv kan ett skalv med magnituden 8 frigöra energi som motsvarar att detonera 6 miljoner ton TNT. (i astronomi) Ett mått på en stjärnas ljusstyrka.
seismometer (även känd som en seismograph) Ett instrument som upptäcker och mäter skakningar (känd som seismiska vågor) som de passerar genom jorden.
seismologi Vetenskapen som sysslar med jordbävningar och relaterade fenomen. Människor som arbetar inom detta område är kända som seismologer.
subdukt eller subduktion Processen genom vilken tektoniska plattor sjunker eller glider tillbaka från jordens yttre skikt till dess mellanskikt, kallas manteln.
tektoniska plattor De gigantiska plattorna — vissa sträcker sig över tusentals kilometer (eller miles) tvärs över — som utgör jordens yttre lager.
tsunami En eller flera långa, höga havsvågor orsakade av en jordbävning, undervattensskred eller annan störning.
Leave a Reply