menur/Shutterstock
En jordbävning är en händelse som skakar jordens yta, då och då spräcker marken och skadar mänskligt skapade strukturer som broar och byggnader. Dess intensitet mäts på Richterskalan, som sträcker sig från 1 till 10. Händelser med en magnitud på 6,0 eller högre klassificeras som stora och kan orsaka betydande förluster av liv och egendom.
Medan majoriteten av seismiska händelser härrör från gradvis frigörande av stress längs tektoniska plattgränser, genererar andra mekanismer också jordbävningar. Människoinducerade händelser existerar, men naturliga jordbävningar tenderar att vara mycket mer kraftfulla. Den kraftigaste jordbävningen som någonsin registrerats – en händelse med magnituden 9,5 i Chile 1960 – var helt naturlig.
Cavan Images / Peter Essick/Getty Images
Tektoniska plattor är i konstant rörelse. När kanterna på dessa plattor – förkastningslinjer – håller ihop, kan den uppbyggda spänningen släppas plötsligt och generera seismiska vågor. Denna mekanism driver de flesta jordbävningar i världen. Ett utmärkt exempel är San Andreas-förkastningen, en 800 mil lång spricka som rör sig ungefär 2 tum per år och producerar cirka 10 000 jordbävningar årligen i södra Kalifornien.
Eftersom plattrörelser pågår sker jordbävningar hela tiden. De flesta är mindre och går obemärkt förbi; endast de över magnituden 3 känns av människor. Större jordbävningar vid plattgränsen är katastrofala och orsakar omfattande skador och förlust av människoliv. Den chilenska jordbävningen 1960 nådde till exempel inte bara en magnitud på 9,5 utan utlöste också en tsunami som nådde Filippinerna.
Vulkaner och deras utbrott kan höja seismiciteten på två sätt. För det första kan den våldsamma rörelsen av magma och lava generera långvariga jordbävningar, vars signaturer hjälper prognosmakare att förutsäga utbrott som 1980 års Mount St. Helens-explosion.
Vulkaner får utbrott på global skala ungefär 60 gånger varje år, och varje utbrott bedöms på Volcanic Explosivity Index (VEI), som sträcker sig från 0 till 8. Ju högre VEI, desto mer explosivt är utbrottet. Medan vulkaniska jordbävningar vanligtvis är mindre än jordbävningar vid plattgränsen, var den största registrerade vulkaninducerade händelsen en 5,5-skalv under Mount St.Helens 1981. Dessa händelser inträffar vanligtvis inom 7 miles från ytan och är ofta omöjliga att upptäcka av allmänheten.
Jordskred följer ofta efter jordbävningar, utlösta av plötslig markinstabilitet. De kan involvera jord, sten, snö eller skräp som glider nerför branta sluttningar. När ett jordskred i sig orsakar seismisk aktivitet mäter händelsen vanligtvis magnituden 4,0 eller högre.
I vissa sällsynta fall kan ett jordskred initiera en jordbävning. Den snabba omfördelningen av massa skapar spänningskoncentrationer i skorpan, och om glidningen sker nära ett redan stressat förkastning kan det förstärka den seismiska risken. Sådana interaktioner är en del av varför forskare övervakar jordskred i seismiskt aktiva regioner.
Medan den mesta seismiciteten är naturlig, kan mänskliga aktiviteter också utlösa jordbävningar. Hydraulisk sprickbildning - allmänt känd som "fracking" - kan framkalla skakningar, men det är främst insprutningen av avfallsvätskor i djupa brunnar som höjer portrycket längs förkastningslinjer, vilket leder till seismiska händelser.
I centrala USA har U.S. Geological Survey dokumenterat en topp i fracking-relaterade jordbävningar, med Oklahoma som upplever den högsta förekomsten. Det mest kraftfulla fracking-inducerade skalvet som registrerats var en händelse med magnituden 4,0 i Texas 2018. Viktigt är att avloppsvatteninjektionsbrunnar genererar fler jordbävningar än själva utvinningen.
Explosioner i underjordiska gruvor är en anmärkningsvärd människa-inducerad orsak till jordbävningar, och utgör ungefär 25 % av all antropogen seismicitet. Kina leder i skakningar orsakade av minor, följt av USA. Processen att spränga eller utvinna stora volymer berg skapar spänningar i den omgivande berggrunden, som senare kan frigöras som seismisk energi.
Jordbävningar orsakade av minor varierar vanligtvis från magnitud 3 till 4. Den mest kraftfulla registrerade händelsen – ett skalv med magnituden 6,1 – utlöstes av underjordisk kolbrytning i Ryssland. Liknande mindre skakningar observeras ofta nära aktiva gruvplatser över hela världen.
Under mitten av 1900-talet genomfördes underjordiska kärnvapendetonationer över hela världen, av vilka några producerade seismiska vågor. Även om inte alla kärnkraftsexplosioner genererar jordbävningar, är de som gör det i allmänhet mindre än själva detonationerna. Underjordiska explosioner kan stressa närliggande tektoniska plattor, vilket kan utlösa sekundära skalv även hundratals kilometer bort.
På testplatsen i Nevada genomfördes 928 kärnvapenprov mellan 1951 och 1992. På 1960-talet observerades ökad seismicitet i norra Kalifornien, men efterföljande forskning kunde inte definitivt koppla dessa skakningar till kärnvapenproven. Fenomenet förblir ett ämne för vetenskaplig undersökning.
