jordbävningar - su.se · • du anmälar dig på plats genom att fylla i och lämna in blanketten...

Bild: CNN

Jordbävningar

1

Dina lärare

Bild av Erik Sturkell: Filippa Rosenberg/SR; bild av Barbara Kleine: University of Iceland; ovriga bilder: Stockholms universitet

2

Alasdair Skelton, professor, geokemi och petrologiErik Sturkell, professor, geofysikOtto Hermelin, universitetslektor, paleontologyElin Tollefsen, doktorand, geologiBarbara Kleine, forskare, petrologiDraupnir Einarsson, verkstadstekniker

Orienteringskursen Jordbävningar handlar om Jordens struktur, plattektonik, förkastningar, jordbävningar och naturkatastrofer orsakade av jordbävningar (t.ex. tsunamier, vulkanutbrott). Du kommer att få ta del av aktuell forskning om metoder att kunnaförutsäga jordbävningar.

Kurslitteratur är Earth: Portrait of a Planet av Marshak och ett flertalvetenskapliga artiklar.

Fälthandbok för Norra Island av Sturkell et al. samt Living Earth: Outline of the Geology of Iceland av Ari Trausti Guðmundssonrekommenderas som extra läsningsmaterial för exkursionsdelen.

Om kursen

3

Ditt betyg baseras på: • En skriftlig tentamen (80%)• En exkursionsrapport (20%)

Vi använder en 7-gradig betygskala (A-F):Godkänt: A: 90%; B: 80%; C: 70%; D: 60%; E: 50%Ej godkänt: Fx: 40%; F: <40%

Kunskapskontroll

4

Vårt schema är (tisdagar):

22/1 Historiska jordbävningar – Alasdair Skelton

29/1 Plattektonik – Alasdair Skelton

5/2 Förkastningar och jordbävningar – Alasdair Skelton

12/2 Var ligger epicentrumet och hur kraftig är en jordbävning? – Alasdair Skelton 19/2 Jordbävningar och tsunamier – Alasdair Skelton

* * * 26/2 Sportslov * * *

4/3 Jordbävningar och vulkanism – Otto Hermelin

11/3 Att förutsäga jordbävningar – Alasdair Skelton

18/3 Island – Erik Sturkell

25/3 Tentamen

28/5 Omtentamen

29/6-5/7 Exkursion till Akureyri, norra Island

Ditt schema

5

Exkursion till Akureyri, norra Island29/6-5/7-2020

6

Det praktiska ...

Bilder från Cotswold Outdoors och Hostelling Scotland

7

• Du anmälar dig på plats genom att fylla i och lämna in blanketten som du får på

föreläsning. Du får endast anmäla dig själv.

• Du lämnar in anmälningsblanketten idag eller vid nästa föreläsningen (29/1).

• Du får en bekräftelse att du har fått en plats på exkursion senast 31/1.

• Du ordnar din resa till och från Keflavik/Reykjavik efter att du har fått denna

bekräftelse.

• Du infomerar Alasdair Skelton (alasdair.skelton@geo.su.se).

Anmälan

8

När …

• Du ska vara framme i Keflavik 29/6 senast 16.00 (t ex Icelandair FI307)

(eller BSI busstation i Reykjavik senast 17.00)

• Vi ordnar boende fr o m 29/6 (kvällen) t o m 5/7 (morgonen) – 6 nätter

• Du kan flyga hem från Keflavik 5/7 tidigast kl. 16 (t ex Icelandair FI312)

Du ordnar egen transport till/från Keflavik/Reykjavik

9

Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations

Historiska jordbävningar

10

Atén

Sparta

Spartas oligarki eller Aténs demokrati

11

Spartas oligarki eller Aténs demokrati

• 480 f.Kr. Spartaner ledar det peloponnesiska förbundet och bl a lyckas fördröja persernas anfall mot Grekland

• 464 f. Kr. Spartaner drabbas av “en svår jordbävning”• 464–460 f.Kr. Uppror bland heloterna (slavbefolkningen)• 431–404 f.Kr. Det peleponnesiska kriget• 371 f.Kr. Spartaner besegrades

Bilder från Pintrest

12

Sparta 464 f.Kr.

Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations

13

Sparta, Grekland

Bild från BBC

14

Bild från Benedetti et al. (2002)

Spartaförkastningen

15

Bilder från Armijo et al. (1991) och Google Earth

16

2000 m

1000 m

0 m

-1000 m

-2000 m

-3000 m

Spartaförkastningen

Taygetos Sparta

Bild från Armijo et al. (1991)

Liggvägg

Hängvägg

Normalförkastning

17

Spartaförkastningen

Hängvägg

Liggvägg

18

Spartaförkastningen, Anogia

Bild: Reuben Fritzon

19

2000 m

1000 m

0 m

-1000 m

-2000 m

-3000 m

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Taygetos Sparta

Bild från Armijo et al. (1991)

Liggvägg

Hängvägg

Normalförkastning

M = ?

20

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

Moment magnitud (MW)

MW = ⅔ (log M0 – 9)

21

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans areaD = förskjutning

= 30 000 000 000 N/m2

22

Tiopotenser

101 = 10 106 = 1 000 000

102 = 100

103 = 1000

10−1 = 0,1

10−2 = 0,01

10−3 = 0,001

100 = 1

10−5 =0,00001

4,6 109 = 4 600 000 000

23

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans areaD = förskjutning

= 30 000 000 000 N/m2

= 3 1010 N/m2

24

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

A = L BL = längdB = bredd

25

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD = bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

L = 20 km

Längd (L)

26

Plastisk deformation

Spröd deformation10 km70

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Bredd (B)

27

Trigonometri

bc

a

a

sin a = b/c

cos a = a/c

tan a = b/a

5 cmc

b

30

sin 30 = 5 cm / c

c = 5 cm / sin 30

c = 5 cm / 0,5

c = 10 cm

Hur lång är hypotenusen (c)?

28

Trigonometri

bc

a

a

sin a = b/c

cos a = a/c

tan a = b/a

bc

10 cm

30

cos 30 = 10 cm / c

c = 10 cm / cos 30

c = 10 cm / 0,866

c = 11,6 cm

Hur lång är hypotenusen (c)?

29

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

70

20

10

km

cos (20) = 10 km / B

B = 10 km / cos (20)

B = 10 km / 0,940

B = 10,6 km

Bredd (B)

30

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

A = 212 km2

A = 2,1 100 000 000 m2

A = 2,1 108 m2

A = 20 km 10,6 km

A = L B

Sprickytans area (A)

31

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

A = 2,1 108 m2

D = 7 m

Förskjutning (D)

32

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

= 3 1010 N/m2

A = 2,1 108 m2

D = 7 m

M0 = AD

M0 = 3 1010 2,1 108 7 Nm

M0 = (3 2,1 7) (1010 108)Nm

M0 = 44,1 10(10+8) Nm

M0 = 44,1 1018 Nm

M0 = 4,4 1019 Nm

33

Tiologaritmen

10𝑥 = 𝑎

𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10𝑎

𝑥 = 2

102 = 100

𝑎 = 100

𝑙𝑜𝑔10100 = 2

𝑥 = 3

103 = 1000

𝑎 = 1000

𝑙𝑜𝑔101000 = 3

𝑥 = 1

101 = 10

𝑎 = 10

𝑙𝑜𝑔1010 = 1

34

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Moment magnitud (MW)

MW = ⅔ (log M0 – 9)M0 = 4,4 1019 Nm

log M0 = 19,6

MW = ⅔ (19,6 – 9)

MW = ⅔ (10,6)

MW = 7,1

MW = ⅔ (log M0 – 9)

35

2000 m

1000 m

0 m

-1000 m

-2000 m

-3000 m

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Taygetos Sparta

Bild från Armijo et al. (1991)

Liggvägg

Hängvägg

Normalförkastning

M = 7,1

36

K 4019

Bild från Benedetti et al. (2002)

Spartaförkastningen

Anogia

-

Cl3617a 4

2

Ca4020

Muon (kosmogenisk partikel)

37

Benedetti et al. (2002)

Förs

kju

tnin

g(m

)

36Cl/g100 000 200 000 300 000

Spartaförkastningen

2

4

6

8

0

0

464 f.Kr.

D = 1 m

38

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Seismisk moment (M0)

M0 = AD= bergstyrkaA = sprickytans area D = förskjutning

M0 = AD

M0 = 3 1010 2,1 108 1 Nm

M0 = (3 2,1 1) (1010 108) Nm

M0 = 6,3 10(10+8) Nm

M0 = 6,3 1018 Nm

= 3 1010 N/m2

A = 2,12 108 m2

D = 1 m

39

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Moment magnitud (MW)

MW = ⅔ (log M0 – 9)M0 = 6,3 1018 Nm

log M0 = 18,8

MW = ⅔ (18,8 – 9)

MW = ⅔ (9,8)

MW = 6,5

MW = ⅔ (log M0 – 9)

40

2000 m

1000 m

0 m

-1000 m

-2000 m

-3000 m

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Taygetos Sparta

Bild från Armijo et al. (1991)

Liggvägg

Hängvägg

Normalförkastning

M = 6,5

41

Benedetti et al. (2002)

Förs

kju

tnin

g(m

)

36Cl/g100 000 200 000 300 000

Spartaförkastningen

D = 7 m

2

4

6

8

0

0

464 f.Kr.

Kalcit

Kalcit

Kvarts

42

2000 m

1000 m

0 m

-1000 m

-2000 m

-3000 m

Spartajordbävning 464 f.Kr.

Taygetos Sparta

Bild från Armijo et al. (1991)

Liggvägg

Hängvägg

Normalförkastning

M = 7,1

43

Hur mycket större är M 7,1 än M 6,5?

10 7,1

10 6,5

12 589 254

3 162 278

4 större

10 7,1

10 6,5

4 större

10 (7,1 – 6,5)

10 0,6

44

Hur mycket kraftigare är M 7,1 än M 6,7?

19 kraftigare

32 (7,1 – 6,5)

32 0,6

45

Bild från Hutchinson (1915), History of the Nations

Historiska jordbävningar

46

Läsanvisningar

• Armijo, R., Lyon-Caen, H. & Papanastassiou. A possible normal-fault rupture for the 464 BC Sparta earthquake. Nature 351, 137–139 (1991)

47